混合热释电晶体与液态尿素分子实现铁电性能可调化设计

本研究通过混合非铁电性热释电晶体与各向同性液态尿素分子，成功构建了具有可调铁电性质的软晶体材料。团队发现改变组分比例可调控氢键强度与烷基链有序性，实现从热释电到铁电的转变，最高自发极化达1400 nC·cm?2，为铁电材料设计提供了新范式。

　　

通过混合热释电（不可切换）晶体与各向同性液态（无电响应）分子，研究人员成功实现了铁电性能的可控调节。该体系由具有(S)-香茅基（U-3,4-Scit）和(rac)-2-乙基己基（U-3,4-b8）的N,N′-双(3,4-二烷氧基苯基)尿素组成。二元混合物的晶体堆积结构不同于纯热释电化合物，随着液态组分比例增加，分子间氢键强度减弱且烷基链有序性降低，从而增强了电场响应性，使材料从热释电特性转变为铁电特性。当U-3,4-b8摩尔比为0.3时，混合物在45°C下表现出最高自发极化（约1400 nC·cm^?2）和9 V·μm^?1的矫顽场。该研究为铁电软晶体的极化强度、矫顽场和温度范围调控提供了新策略，拓展了铁电材料的设计思路。