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东南大学熊仁根教授团队在分子铁电科学领域取得新进展
东南大学化学化工学院熊仁根教授团队首次提出并利用全氟取代策略成功设计合成了二维杂化钙钛矿铁电体(全氟苄胺)2PbBr4。相关成果以“Two-Dimensional Hybrid Perovskite Ferroelectric Induced by Perfluorinated Substitution”为题在线发表在化学领域国际顶级期刊Journal of the American Chemical Society（《美国化学会会志》）上。东南大学为唯一通讯单位和完成单位，化学化工学院博士生张含悦为论文第一作者。这是在“东南大学十大科学与技术问题”启动培育基金的持续资助下，以及东南大学化学化工学院江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室研究团队所建立的“铁电化学”学科基础上，熊仁根教授团队取得的又一重大阶段性进展。 此前，团队通过单氟取代和双氟取代策略成功设计了多种性能优异的分子铁电体，并伴有许多有趣的物理现象如涡旋畴、窄带隙、热致变色、铁电光伏效应等。然而，对于具有苯环的刚性结构而言，此前的氟取代策略并不令人满意。在先前报道中，以(苄胺)2PbCl4为母体在苯环上不同位置实施单氟取代策略得到的结果中，只有(2-氟苄胺)2PbCl4具有铁电性，而(3-氟苄胺)2PbCl4和(4-氟苄胺)2PbCl4则不是铁电体(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 18334-18340)。在苯环上，单氟取代作用具有位置选择的局限性，即在正确的结构位置有选择地引入氟离子才有可能诱导铁电性，这存在着极大的随机性和偶然性。在此工作中，铁电体(2-氟苄胺)2PbBr4以及非铁电体(3-氟苄胺)2PbBr4(中心对称结构)和(4-氟苄胺)2PbBr4(中心对称结构)再次验证了单氟取代策略在刚性芳环结构上的局限性和不确定性。探究有效通用的方法实现分子铁电体的精确设计仍然是一个巨大的挑战。
东南大学
2021-02-01
铁电高分子电容器：高容量电能贮存
具有高电能密度和快速充放电特性的贮能设备存在着巨大的市场。当前电化学电容的储能密度为15-30J/cm3，放电较慢；商业化BOPP薄膜电容放电快，电能密度仅1-2J/cm3。我校开发的PVDF共聚物电能贮存容量高（10- 30J/cm3），可制造新一代高容量、轻质、柔性贮能设备，为便携式电子设备供能；智能电网远距离大容量输电工程现有BOPP直流电容器重量大、阀厅占地超限，国内电网研究院对高能量密度PVDF电容器表现了浓
南京大学
2021-04-14
铁电高分子柔性存储器：高容量电子数据存储
铁电高分子利用两个稳定的偶极取向状态，以二进制代码“0”或“1”的形式存贮信息，该方式具有掉电不丢数据、超快擦写速度（微/纳秒）、极低的工作电压（1～5V）、高耐久性的特点，适用于便携式电子产品。我校用集成电路常用的光刻技术制备了铁电高分子的光栅或点阵结构，采用干涉光可将特征尺寸缩小到300纳米以下，一家法国公司正在尝试运用该项技术。
南京大学
2021-04-14
铁电高分子材料：聚偏氟乙烯（PVDF）工业开发
我国氟矿石资源丰富，但含氟高分子生产位于国际产业链低端；国家制造强国建设战略咨询委员会编制的《中国制造2025》重点领域技术路线图中提到“重点发展聚偏氟乙烯”等新材料。我校开发了聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物等的合成技术，包括聚合法和还原法，研究得到了国家（自然科学基金会杰青B 类和面上项目）支持。我校与
南京大学
2021-04-14
铁电高分子脉搏波传感器：移动的健康诊断平台
我校发明了一种小型、低成本的铁电高分子柔性传感器，简单地贴合在手腕等部位，即时采集脉搏波信号，获得节律、波形等与心血管功能密切相关的参数。传感器能追踪健身和服用血管扩张药状态下脉搏波的变化；精确区分心脏输出的主波和次级反射/重搏波，评估血管硬化程度。传感器能耗为微瓦级，扣式锂电池驱动预计可工作两年；与智能手环等相整合，可在线关注心血管系统健康，定制个性化健身和心脏药物服用计划。该研究曾入围2016春季美国材料研究学会iMatSci的20个项目。
南京大学
2021-04-14
电-分子除油“永动机”技术
已有样品/n该项目提供了电-分子除油“永动机”最新专利技术及装置。在装置 中通过一种“中间介质”，通过分子吸附把工件上的油污脱下来，而该 “中间介质”又可以采用电还原的方式，还原为原来的介质，最终达到 不断循环使用。整个过程不需要任何脱脂剂和其它除油剂，零排放，完 全环保。成本约 0.0001 元/平米。工件在不断除油的同时，脱下来的油 污可以不断收集，销售给上游厂家。整个过程就仿佛一台“永动机”： 带油污的工件进入装置=除油后的工件+油污分别出来。 市场前景：各类电镀厂、热镀厂、小五金厂、机械厂、
湖北大学
2021-01-12
新型高速低功耗铁电存储器
我国每年将进口200多亿美元的存储器芯片，而大的技术带动力发挥着关键作用,其产业中心的不断转移也深地出响了世界范围内的产业格局，存储器产业工艺技术先进,产品量大，替代性强,美欧日韩等集成电路强国无不是从半导体存储器产业切入并逐渐发展壮大的。建立完全自主的存储器产业可以推动我国整个半导体工业的完善和优化,并我国巨大的产品需求,就可以形成包括市场在内的完整产业体系。相比于其他新型存储器，铁电存储器更轻易实现深亚微米设计,与CMOS工艺的匹配性更出色,在设计上相对FDRAM变动最小，因而产业化成熟度最高,美国Cypress.TI公司和日本Fujtsu.Rohm公司等已有4K~8Mbit系列产品,正逐步占领全球消费类电子、新能源汽车等领域数百亿美元的市场份额,进军物联网、云计算等新兴领域铁电存储器具有非易失(即掉电后数据不丢失)、超低功耗高速读写、高可靠、长寿命和抗辐照等优点,被称为“终极存储器”。从全球存储器技术发展来看,铁电存储器作为新代存储器，能够在快速高耐久写入、超低功耗以及高可靠性的应用领域全面替代传统的NVRAM。
电子科技大学
2021-04-10
阻变存储器与铁电FinFET
已有样品/n基于HZO铁电FinFET的混合存储器件。该器件在电荷俘获模式下，表现出高耐
久性（>1012），高操作速度（<20ns），良好的数据保持特性（104@85oC），与DRAM
的性能相近，为在SOC芯片及CPU芯片中集成嵌入式DRAM提供了可能。当器件工作在
电筹翻转模式下的时候，器件表现出非常好的数据保持特性（>10年）以及对读取
信号串扰的免疫能力，使该器件同时具有优越的不挥发存储特性。
中国科学院大学
2021-01-12
GWTF-300高温铁电材料测量系统
产品详细介绍GWTF-300高温铁电材料测量系统 关键词:电滞回线，高温，电致应变，蝴蝶曲线GWTF-300高温铁电材料测量系统是一套建立在高温高压下的铁电测量系统，旨在针对一些特殊的要求材料需要在高温下测量而研发的一套铁电测量系统。该系统不仅仅在温度上将实现了高温测试，而且在电压和频率上进行了提高，对我们的铁电材料研究和测试带来更加重要的帮助，该系统可以测量铁电材料的电滞回线，饱和极化Ps、剩余极化Pr、矫顽场Ec、漏电流、疲劳、保持、I-V和开关特性等性能的测试，是科研机构和高等院校进行研究的重要辅助工具。二、产品主要用途：1、应用高温下薄膜、厚膜的铁电材料性能测试和研究2、应用高温下块状陶瓷、铁电器件及存储器等铁电材料领域的研究。三、主要技术指标参数： 1.输出信号电压：：0-4000/5000/6000/10000多种可定制2.输出信号频率：0.2到100Hz（陶瓷、单晶），1到1kHz(薄膜）3.电容范围：电流0到±6mA（陶瓷、单晶），±50mA(薄膜）连续可调,精度: ≤1%。4.电流范围: 1nA～10A ,精度: ≤1%。5、温度测量范围:0-200℃6. 匹配高温电致应变测试模块、夹具及自动采集软件。7.测试速度：测量时间《5秒/样品•温度点8. 样品规格：块体材料尺寸：直径2-100mm，厚度0.1-10mm，薄膜：直径：1-60mm9. 数据采集分析软件： 能画出铁电薄膜的电滞回线，定量得到铁电薄膜材料的饱和极化Ps、剩余极化Pr、矫顽场Ec、漏电流等参数;可以进行铁电薄膜材料的铁电疲劳性能、铁电保持性能的测试，电阻测量，漏电流测量。 10、控制方式：计算机实时控制、实时显示、实时数据计算、分析与存储11、软件采集：自动采集软件，分析可以兼容其他相关主流软件。
北京圆通科技地学仪器研究所
2021-08-23
关于高Tc薄膜铁电材料机制的研究
基于过去发展的基于第一性原理电子结构计算的有限温度下铁电-顺电相变模拟手段，指出Fisher等人提出的有限尺寸标度理论存在缺陷，并针对铁电-顺电相比提出修正方法。此理论缺陷存在的本质原因是理论推导过程中对体材到薄膜演变过程中哈密顿量变化的忽视，是由当时实验技术与针对具体材料物性理论模拟手段的局限造成的。新发展出来的修正方法可广泛适用于类似铁电材料的物性模拟。 研究中，以SnTe作为一个例子，来研究标度律不成立的体系；以BaTiO3为一个例子，来描述标度律成立的体系。通过对比两类材料在从体材到薄膜变化过程中电子结构与相变温度变化的规律，作者发现相变序参量的变化可以作为一个描述子，来区分此两类系统。在标度律成立的体系，体材与薄膜的相变序参量并不发生变化，这个也是70年代Fisher等人提出标度律的一个基本假设。而对SnTe这类材料，在从体材到薄膜的演化过程中，相变序参量已经发生了变化。这一机制也为寻找、预测和设计低维高Tc铁电材料提供了新思路。不同于之前研究常采用的施加应变等外部调制手段，新机制预测的低维铁电材料具备本征高Tc，更易于脱离实验室条件走向工业生产。课题组期待这一工作能激发更多高Tc铁电材料的发现。图1. 材料的相变序列(a) 满足标度律的传统铁电材料；(b) 不满足标度律的二维铁电材料；(c) 不满足标度律的一维铁电材料。当且仅当材料的低维相变序列发生改变时，标度律不成立，该材料有可能发现高Tc，即(b)(c)，有待于进一步的实验发现。
北京大学
2021-04-11