新型12R六方结构伪卤素稀土双钙钛矿铁弹性体(TMPA)2EuRb(NO3)6的创制及其多功能特性研究

本研究发现通过Rb+取代Cs+的策略，成功将非铁弹性的3C结构伪卤素稀土双钙钛矿(PREDP)转化为具有12R菱方结构的铁弹性材料，相变温度提升49K至320K，同时兼具54.86%高荧光量子产率和4.67毫秒长寿命发光特性，为开发新型多功能铁弹性材料提供了新范式。

　　

亮点

合成方法

(TMPA)I通过等摩尔二甲基叔丁胺与碘甲烷在乙酸乙酯中室温反应1小时制备。白色粉末经减压过滤并真空干燥后，通过添加等摩尔AgNO₃水溶液去除I^–，再经减压过滤获得(TMPA)NO₃水溶液。(TMPA)₂EuCs(NO₃)₆无色块状晶体通过缓慢蒸发含Eu(NO₃)₃·6H₂O、CsNO₃与(TMPA)NO₃的水溶液获得。(TMPA)₂EuRb(NO₃)₆采用类似方法以RbNO₃替代CsNO₃合成。

热学与介电特性分析

(TMPA)₂EuCs(NO₃)₆与(TMPA)₂EuRb(NO₃)₆的无色单晶均通过前驱体水溶液缓慢蒸发获得（图S1）。粉末X射线衍射（PXRD）证实二者相纯度（图S2），热重分析（TGA）显示其热稳定性分别达505K和495K（图S3）。DSC测试揭示(TMPA)₂EuCs(NO₃)₆在271K处存在可逆相变峰（图1a），而(TMPA)₂EuRb(NO₃)₆在320K处呈现显著热异常（图1b）。变温介电测试显示二者在相变温度附近均出现介电异常（图1c,d），符合相变特征。

结论

通过Cs⁺/Rb⁺取代策略，成功将非铁弹性的3C伪卤素稀土双钙钛矿(PREDP)转化为新型12R菱方结构PREDP材料(TMPA)₂EuRb(NO₃)₆。该材料不仅实现320K的铁弹性相变，更展现出4.67毫秒荧光寿命与54.86%量子产率的高效发光特性。本研究为拓展PREDP铁弹性材料家族及开发多功能器件奠定了坚实基础。