Einstellbare dielektrische Übergänge in geschichteten organisch-anorganischen Hybridperowskitverbindungen: NH3(CH2)2Cl2CdCl4−4xBr4x (x= 0, 1/4, 1)

Molekulare bistabile dielektrische Schalter stellen eine Klasse hochgradig wünschenswerter intelligenter Materialien dar, aufgrund ihrer empfindlichen schaltbaren Reaktionen, einfachen und umweltfreundlichen Verarbeitung, leichten Gewichte und mechanischen Flexibilität. Die meisten dieser Schalter können jedoch nur bei sehr niedrigen Temperaturen arbeiten, was ihre potenziellen Anwendungen erheblich einschränkt. Hier wurden drei geschichtete organisch-anorganische Hybridperowskitverbindungen der allgemeinen Formel A2BX4, NH3(CH2)2Cl2CdCl3Br (1), NH3(CH2)2Cl2CdCl4 (2) und NH3(CH2)2Cl2CdBr4 (3), die eine empfindliche dielektrische Schaltumkehr und bemerkenswerte Schaltfestigkeit zeigen, erfolgreich entworfen. Differentialscanning-Kalorimetrie und dielektrische Messungen für 1 bestätigen seinen reversiblen Phasenübergang bei etwa 166 K. Durch Anionmodulation können die Phasenübergangstemperaturen von 2 und 3 erheblich auf bis zu 237 K bzw. 254 K verbessert werden. Die strukturelle Analyse zeigt, dass die Verschiebungen der Phasenübergangstemperaturen aus den Unterschieden zwischen den anorganischen Rahmenbedingungen resultieren können. Darüber hinaus verändern sich aufgrund der signifikanten Ordnungs-Unordnungsübergänge von Ammonium-Ionen die Permittivitäten von 1, 2 und 3 abrupt um die Phasenübergangspunkte, was sie zu hervorragenden stimuli-responsiven elektrischen Schaltern macht. Eine solche anionmodulierte Methode wird neue Möglichkeiten eröffnen, die Phasenübergangstemperatur von molekularen bistabilen dielektrischen Schaltern hocheffizient zu steuern.