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중국과학원 푸졘(福建, 복건) 뤄쥔화(羅軍華, 나군화) 박사 연구팀은 관련 연구를 통해 일종 새로운 구조 조립 전략을 제시하고, 플렉시블 카르복실 산 아민 기초 요소(primitives)를 도입하고, 수소 결합 역할을 이용하여 결정체 구조 중의 에너지 갭을 제거하거나 낮추어 강유전성 화합물의 구조적 안정성을 강화시키는 데 성공함.

연구팀의 관련 연구 결과에 따르면, 동일 구조 형태의 반대 방식 이성체인 카르복실 산 근(根) 사이에 비교적 강한 O-H...O 수소 결합력이 존재하고 있으며, 인접한 유기 양이온 층을 연결시켜 층 간 에너지 갭을 효과적으로 낮추고, 결정격자의 안정성을 뚜렷이 향상시키는 것으로 나타났음.

동시에 카르복실산 아민 기초 요소의 질서-무질서 전환 유도 대칭성 파괴와 부족 구조 위상 변화는 자발적인 극화(極化)를 발생시키는 면에서 중요한 역할을 발휘하며, 온도 변화 단결정 구조 분석, 비선형 광학 및 전기학 등의 성능 연구는 소재의 강유전성 효과를 입증하고 있는 상황임.

연구팀은 이번 연구를 통해 2차원 RP-형 페로브스카이트 프레임워크에 기반한 화합물은 강한 구조 이방성과 면(面) 내 자발적인 극화(極化) 효과를 나타낸다는 점을 입증함.

본 연구 성과는 ‘Journal of the American Chemical Society’(Spacer Cation Alloying of a Homoconformational Carboxylate trans Isomer to Boost in-Plane Ferroelectricity in a 2D Hybrid Perovskite)지에 게재됨