铁电体具有自发极化，且自发极化方向在外电场下能发生改变，被广泛应用于非易失性存储器、传感器、换能器、驱动器等功能器件领域。在单一材料中实现铁电性与其他物理性质的共存和耦合，可为多功能铁电器件的发展奠定重要基础。发光铁电体作为一类集成发光与铁电性的多功能材料，在发光显示、照明、场发射显示器等领域具有较大的应用潜力。传统无机铁电陶瓷中通过掺杂稀土离子可实现发光功能的引入，但杂质离子易引发相分离、颜色分离等问题。相比之下，分子铁电体凭借其结构可调性和化学多样性，为构建具有本征发光性质的发光铁电体提供了广阔的空间。白光是一种混合光，在照明和平面显示器等领域应用广泛，成为人们日常生活中不可或缺的光源之一。具有高效稳定白光发射的单基质材料是理想的白光光源之一，然而，已报道的发光分子铁电体一般仅展现出单色光发射，如红光、绿光、黄光等，对于具有白光发射的分子铁电体鲜有报道。目前，在单一材料中集成高质量白光发射和铁电性仍是一个巨大挑战。南昌大学国际有序物质科学研究院廖伟强团队利用Z/E异构有机阳离子ZZ-PMU和EE-PMU（PMU = pyridin-2-ylmethanamide muconate）成功设计合成了一例具有高显色指数白光发射的有机-无机杂化分子铁电体[EE-PMU]CdCl4（图1）。与[ZZ-PMU]CdCl4的中心对称晶体对称性不同，[EE-PMU]CdCl4在室温下结晶在极性晶体学点群，表现出铁电性，饱和极化值为1.52 μC/cm2，其自发极化来源于[EE-PMU]2+阳离子的取向排列。同时，[ZZ-PMU]CdCl4和[EE-PMU]CdCl4在紫外光激发下发出宽带白光发射，显色指数（CRI）均超过90。值得注意的是，[ZZ-PMU]CdCl4在紫外光照射下可以部分转化为[EE-PMU]CdCl4。[EE-PMU]CdCl4是首例以Z/E异构阳离子设计的有机-无机杂化铁电体，也是首例具有白光发射的无铅金属卤化物铁电体。该工作为设计分子铁电体提供了新策略，也为探索白光发光铁电体提供了思路。![]()
图1. 利用Z/E异构体阳离子精准构筑白光发光分子铁电体该成果以“A Z/E isomeric cation designed organic-inorganic cadmium chloride ferroelectric with broadband white-light emission”为题，最新在线发表于Science China Chemistry上（doi: 10.1007/s11426-024-2175-2）。本文将收录于“2024 Emerging Investigator Issue”。扫描二维码或点击左下角“阅读原文”可查阅全文。
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廖伟强，南昌大学国际有序物质科学研究院研究员。2017年3月于东南大学获博士学位，2015~2017年于美国托莱多大学访问学习。毕业后留在东南大学化学化工学院工作，于2018年6月加入南昌大学国际有序物质科学研究院，主要研究方向为分子铁电晶体及固体-液晶双态铁电体的设计合成与性能研究。【扩展阅读】
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