Molekulare Ingenieurregulation zur Erreichung der senkrechten Polarisation in Hybrid-Doppelperowskiten seltener Erden für Ferroelektrika und zirkular polarisiertes Licht

Zusammenfassung Die senkrechte Polarisation ist eine hochgradig gewünschte Eigenschaft von zweidimensionalen (2D) Ferroelektrika für Anwendungen in vertikalen Sandwich-ähnlichen fotoferroelectricen Geräten, insbesondere in ultradünnen ferroelektronischen Geräten. Trotz großer Fortschritte in den letzten Jahren bleibt die senkrechte Polarisation in der Familie der 2D-Hybrid-Doppelperowskit-Ferroelektrika unerreicht. Hier haben wir aus unserer vorherigen Arbeit an dem 2D-Hybrid-Doppelperowskit HQERN ((S3HQ) 4 EuRb(NO 3 ) 8 , S3HQ=S-3-hydroxylquinuclidinium) eine molekulare Strategie zur F-Substitution des organischen Bestandteils entworfen, um erfolgreich FQERN ((S3FQ) 4 EuRb(NO 3 ) 8 , S3FQ=S-3-fluoroquinuclidinium) zu erhalten, das eine Reaktion mit zirkular polarisiertem Licht (CPL) zeigt. Bemerkenswerterweise zeigt FQERN im Vergleich zum monopolen Achsenferroelektrikum HQERN nicht nur Multiferroizität mit der Koexistenz von multipolaren Achsenferroelektrizität und Ferroelastizität, sondern realisiert auch die senkrechte ferroelektrische Polarisation und eine dramatische Erhöhung der Curie-Temperatur von 94 K. Dies ist hauptsächlich auf die Einführung von F-substituierten organischen Kationen zurückzuführen, die zu einer Änderung der Orientierung und einer Verringerung der Belegung der Kristallgitterhohllräume führt. Unsere Studie zeigt, dass die F-Substitution eine effiziente Strategie zur Realisierung und Optimierung der ferroelektrischen Funktionalität darstellt und mehr Möglichkeiten für 2D-Ferroelektrika für Anwendungen in Mikro-Nano-Optoelektronikgeräten bietet.