摘要
有机-无机杂化钙钛矿(OIHPs)作为钙钛矿的一个重要分支，由于其结构多样、制造成本低、易于制造等优点，近年来受到了广泛的关注。尽管三维钙钛矿材料已被广泛的应用于各个方面，但低维钙钛矿基本性质的研究并没有引起太多研究者的关注。钙钛矿材料在降维后，某些固有性质（如能带结构和光子传输）将表现出不同的行为。本文根据相关文献理论基础合成了4个有机-无机杂化钙钛矿化合物，通过介电测试、X-射线单晶衍射、差示量热扫描(DSC)、紫外吸收、荧光、非线性光学效应(SHG)等多种测试分析手段，对化合物的结构及性能进行研究。本论文依次对二维、一维、零维和无金属杂化钙钛矿展开了研究，主要内容如下： 1.通过溶液扩散法合成了一个2D有机-无机杂化钙钛矿[C6H5(CH2)4NH3]2CdCl4(4PBA-CdCl4)（化合物1）。随着温度的升高，该化合物经历了两个连续的相变。在这一升温过程中，因为明显的CdCl6八面体畸变和有机4PBA阳离子的无序转化而导致了晶体的对称性破坏，结构空间群从中心对称的三斜晶系P1到非中心对称的极性手性单斜晶系P2再到另一个中心对称的四方晶系P4/mmm。此外，4PBA-CdCl4的宽带隙为4.376eV，主要受无机CdCl6八面体影响。这项工作为加快寻找具有新相变和创新物理性能的新型有机-无机杂化钙钛矿提供了途径。 2.以1∶1（化合物2）和2∶1（化合物3）调节R-MPA和CdCl2的化学计量比的策略，成功地合成了两种高Tc低维钙钛矿铁电体1D（化合物2）和0D（化合物3）[R-MPA]2CdCl4[R-MPA+=(R)-(-)-1-甲基-3-苯基丙胺]。与化合物2相比，化合物3作为0D手性铁电体具有明显的圆二色性和较高的居里温度和自发极化以及相应的大介电常数、SHG响应和半导体特性，同时还具有更高的铁电性。这一发现为探索新型低维无铅金属卤化物铁电体，特别是高Tc的零维手性无铅金属卤化物铁电体半导体的实际应用开辟了一条道路。 3.成功证明了无金属的钙钛矿分子水合物(PIPz)(NH4I3)?H2O(PIPz=六水合哌嗪)(化合物4)在相对较低的居里温度下，由于PIPz2+、H2O和NH+阳离子发生了再定向和无序转化，而经历了由正交对称空间群Pbcn向另一正交对称空间群Pbcm的结构相变。
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