[发明专利]具有铁电性质的配位化合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于分子基铁电材料的合成技术领域，特别涉及具有铁电性质的配位化合物及其 的合成方法和在铁电材料上的应用。

背景技术

铁电材料是一类具有自发极化，且该极化在一定温度范围内能随外电场重新取向的电介 质材料。铁电材料在外加电场作用下，会表现出电滞回线特征。材料的这种特性被称为“铁电 现象”或“铁电效应”。近年来，铁电材料发展迅速，由于铁电材料具有良好的铁电性、压电性、 热释电性及非线性光学等特性，已经广泛应用于电子技术、激光技术、红外探测技术、固态 记忆和显示技术以及其他工程技术方面，如Scott，J.F.Ferroelectric Memories.Berlin： Springer-Verlag，2000；钟维烈，铁电体物理学，北京：科学出版社，1998。因此，目前国际 上对铁电材料的研究十分活跃。

目前人们对于铁电材料的研究和应用主要集中在无机材料上。无机铁电材料由于具有高 强度、高硬度、耐高温、性能长期稳定、使用寿命长等优点而被广泛应用，但是由于无机铁 电薄膜的制作需要较高的温度和高真空条件，制作成本较为昂贵，不易制作大面积的薄膜且 需要采用硬质材料作为基片，进而限制了其应用，如Eerenstein，W.，Mathur，N.D.，Scott，J.F. Nature 2006，442，759。近年来，有机铁电体薄膜也备受青睐，主要是由于与无机铁电材料相 比，其具有易制成大面积薄膜、制作成本低、低温制作条件、相对大的分子超极化率等优点。 但是由于有机铁电材料的铁电耦合系数较低，相对介电常数较小，性能、功能的长期稳定性 相对较差一些，从而使其应用受到较大限制。因此，研究新型铁电材料以克服无机或有机铁 电材料的固有缺陷已成为当前铁电材料的研究重点，如Horiuchi，S.；Tokura，Y.Nature Material 2008，7，357；Horiuchi，S.，Tokunaga，Y.，Giovannetti，G.，Picozzi，S.，Itoh，H.，Shimano，R.，Kumai， R.and Tokura Y.Nature 2010，463，789中均有研究。

从目前的国内外研究现状来看，对于高性能的铁电材料的研究和开发应用仍处在发展阶 段，如Xu，G.C.，Ma，X.M.，Li，Z.，Wang，Z.M.，Gao，S.J.Am.Chem.Soc.2010，132，9588；Li，X. L.，Chen，K.，Liu，Y.，Wang，Z.X.，Wang，T.W.，Zuo，J.L.，Li，Y.Z.，Wang，Y.，Zhu，J.S.，Liu，J. M.，Song，Y.，You，X.Z.Angew.Chem.Int.Ed.2007，46，6820；Fu，D.W.，Zhang，W.，Cai，H.L.， Zhang，Y.，Xiong，R.G.，Huang，S.D.and Nakamura T.Angew.Chem.Int.Ed.2011，50， 11947-11951中都有进行研究。近年来，具有铁电效应的金属有机硫酸盐引起了人们极大的研 究兴趣，这类有机-无机杂化材料经过精心设计和调控，可以充分利用无机材料和有机材料的 各自优点，达到扬长避短的效果，使此类材料呈现出新颖的性质。

发明内容

解决的技术问题：提供三种具有铁电性质的金属-有机配位化合物及其制备方法与应用， 本发明制备的配位聚合物可以作铁电材料使用。

技术方案：具有铁电性质的配位化合物，所述配位化合物的分子通式为： (C₅H₁₄N₂)[M^II(H₂O)₆](SO₄)₂，其中M为Ni、Mn或Fe。

所述配位化合物的二级结构单元为晶体属单斜晶系，空间群为手性空间群P2₁，结构中的 Ni、Mn和Fe离子均处于六配位的八面体构型之中。