报告题目：铁电化学

报告人: 熊仁根 教授

南昌大学化学学院/东南大学化工学院

时间：2021年4月15日（周四） 下午15:00-16:30

地点：北京大学化学学院A区717报告厅.

熊仁根，南昌大学/东南大学教授，2002年和2004 年分别获得国家杰出青年基金资助和获聘教育部长江特聘教授。熊仁根教授长期专注于分子铁电体的化学设计，提出了分子铁电体的普适性设计策略，在Science（4篇）、J. Am. Chem. Soc.（42篇）、PNAS（1篇）等学术刊物上发表分子铁电体研究论文。2004、2017年两次获得国家自然科学二等奖（排名第二、第一）。

摘要：

自第一个铁电体罗息盐发现百年来，对铁电体的寻找和探索一直缺乏可行的理论指导。铁电性和空间对称性有关，具有铁电性的铁电相必须结晶在10个极性点群之一：1（C1），2（C2），m（Cs），mm2（C2v），4（C4），4mm（C4v），3（C3），3m（C3v），6（C6）和6mm（C6v）。报告人专注分子铁电体，经过20多年的不懈努力，从化学的角度出发，深入理解铁电相的10个极性点群并结合居里对称性原理、诺埃曼原理以及朗道唯象理论，创造性地总结、提出了铁电体的分子设计原理——“准球形理论”、“同手性原理”与“H/F取代策略”，并首次提出“铁电化学”的概念（Fig. 1）。[1-6]具体而言，准球形理论，是针对晶体对称性降低的化学设计思想，即通过化学修饰或剪裁高对称性的阳离子，在分子水平上改变晶体的对称性和特定的相互作用，来实现铁电性的设计和调控。11个手性点群中有5个（C1、C2、C4、C3和C6）是极性点群，手性分子的引入使材料更容易结晶在五个手性的极性点群中，大大增加了诱导铁电的可能性，即同手性原理。此外，H/F取代策略，与H/D同位素效应类似，F原子的引入通常使得在极性基团保持不变的同时引起轻微的结构破坏，从而显著提高材料的居里温度和自发极化。铁电体分子设计原理的提出，将铁电体的发现从沙里淘金般的尝试与摸索转变为合理的定向设计与合成。同时，“铁电化学”的诞生，将有望开创一个新的学科体系，推动铁电体及相关领域的发展进入一个新的阶段。

Fig. 1 Schematic diagram representing the concept of “ferroelectrochemistry”.

关键词：分子铁电体；铁电性；化学设计

参考文献

[1] Liu, H.-Y.; Zhang, H.-Y.; Chen, X.-G.; Xiong, R.-G. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142(36): 15205. (Perspective)

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[6] Li, P.-F.; Liao, W.-Q.; Tang, Y.-Y.; Qiao, W.; Zhao, D.; Ai, Y.; Yao, Y.-F.; Xiong, R.-G. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2019, 116 (13), 5878.