摘要
固-固相变材料所具有的随外界刺激（温度、压力等）变化而产生物理性能（介电常数、电导率等）改变的特性使其可以广泛应用于传感、智能建材、能量存储、信息存储等领域，而其物理性质改变的起源往往是其微观结构的变化。环丙基有机铵其容易转动的三元环结构有利于引起结构相变，而且它的尺寸较小，能够和多种无机组分自由结合形成多样的结构。本论文选择了一系列环丙基有机铵与冠醚或无机金属盐组合，结合分子修饰、金属中心调节、卤素取代等策略，成功制备出了八种新型分子晶体材料：C3H4(CH3)NH3(18C6)BF4（1）、C3H4(CH3)NH3(18C6)PF6（2）、C3H4(CH2OH)NH3(18C6)PF6 （3）、(C3H5CH2NH3)2MnCl4（4）、(C3H5CH2NH3)2CdCl4（5）、(C3H5NH2CH3)2Sb2Cl8（6）、(C3H5NH2CH3)4Sb4Br16(H2O)2（7）以及(C3H5NH2CH3)3Sb2I9（8）。 针对上述八种新型分子晶体材料，通过X射线单晶衍射、差示扫描量热法、介电测量、铁弹畴测试等一系列表征测试方法对其结构、相变行为以及其他物理性质进行研究。本文的主体研究分为以下三个部分：（Ⅰ）第二章，冠醚可以通过氢键作用与伯铵离子形成稳定的超分子体系，因此，以1-甲基环丙基铵以及1-羟甲基环丙基铵为阳离子，与18-冠醚-6主体分子以及无机酸反应获得了化合物1-3，而且化合物1-3都展示出了明显的相变行为。（Ⅱ）第三章，环丙基甲基铵所具有的小体积、灵活的环状结构不仅有利于进入2D层状OIHP框架，而且易于启动有序-无序转变，因此采用环丙基甲基铵为模板阳离子，成功制得了两种2D有机-无机杂化钙钛矿铁弹材料——化合物4和5，它们分别在 246 K 和 273 K 经历 4/mmmFmmm型铁弹相变，而且通过替换金属中心，使二维的钙钛矿层更加扭曲以及产生了更强的氢键作用，最终成功使居里温度（Tc）提升了 27 K。（Ⅲ）第四章，为了获得环境友好的无铅半导体材料，使用N-甲基环丙基铵为有机阳离子制备Sb基有机-无机杂化半导体，所得化合物6-8为不同无机骨架的零维结构，并且随着卤素原子Cl→Br→I，其材料的禁带宽度从 3.15 eV 降至 2.05 eV，其中只有化合物7表现出了明显的相变行为。这些成果验证了环丙基有机铵在构筑相变功能材料上的巨大潜力。
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