Above-room-temperature ferroelectricity in a single-component molecular crystal

铁电性 极化(电化学) 热电性 材料科学 分子开关 二次谐波产生 电场 化学物理 极化密度 拓扑(电路) 压电 光电子学 分子 磁化 化学 光学 物理 有机化学 电介质 物理化学 组合数学 数学 量子力学 激光器 磁场 复合材料
作者
Sachio Horiuchi,Y. Tokunaga,Gianluca Giovannetti,Silvia Picozzi,H. Itoh,Ryo Shimano,Reiji Kumai,Y. Tokura
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:463 (7282): 789-792 被引量:787
标识
DOI:10.1038/nature08731
摘要

Ferroelectrics are electro-active materials that can store and switch their polarity (ferroelectricity), sense temperature changes (pyroelectricity), interchange electric and mechanical functions (piezoelectricity), and manipulate light (through optical nonlinearities and the electro-optic effect): all of these functions have practical applications. Topological switching of pi-conjugation in organic molecules, such as the keto-enol transformation, has long been anticipated as a means of realizing these phenomena in molecular assemblies and crystals. Croconic acid, an ingredient of black dyes, was recently found to have a hydrogen-bonded polar structure in a crystalline state. Here we demonstrate that application of an electric field can coherently align the molecular polarities in crystalline croconic acid, as indicated by an increase of optical second harmonic generation, and produce a well-defined polarization hysteresis at room temperature. To make this simple pentagonal molecule ferroelectric, we switched the pi-bond topology using synchronized proton transfer instead of rigid-body rotation. Of the organic ferroelectrics, this molecular crystal exhibits the highest spontaneous polarization ( approximately 20 muC cm(-2)) in spite of its small molecular size, which is in accord with first-principles electronic-structure calculations. Such high polarization, which persists up to 400 K, may find application in active capacitor and nonlinear optics elements in future organic electronics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
李爱国的应助被erwa采纳,获得10
刚刚
WZ完成签到,获得积分10
刚刚
cmuzxy完成签到,获得积分10
1秒前
xp完成签到,获得积分10
1秒前
yangdoudou完成签到,获得积分10
1秒前
LOAD1N完成签到,获得积分10
1秒前
unicorn完成签到,获得积分10
1秒前
巴特弗莱完成签到,获得积分10
1秒前
机灵不斜发布了新的文献求助10
1秒前
慕青的应助被dengdengdeng采纳,获得10
1秒前
Jelsie完成签到,获得积分10
1秒前
荼黎的应助被破晓采纳,获得10
2秒前
天才小耶完成签到,获得积分10
3秒前
君怀柔完成签到,获得积分10
3秒前
1234完成签到,获得积分20
3秒前
hhhhh完成签到,获得积分10
3秒前
一一完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
椰子完成签到,获得积分10
5秒前
Zephyr发布了新的文献求助10
5秒前
666完成签到 ,获得积分10
5秒前
mqh发布了新的文献求助10
5秒前
半夏南星完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
碎碎冰发布了新的文献求助10
5秒前
失眠的安卉完成签到,获得积分10
5秒前
wh完成签到,获得积分10
5秒前
yangdoudou发布了新的文献求助50
5秒前
Jasper的应助被xiexiehaohao采纳,获得10
5秒前
Alice完成签到,获得积分10
6秒前
ww完成签到,获得积分10
6秒前
yy完成签到,获得积分20
6秒前
正直眼神完成签到,获得积分10
6秒前
讲座梅郎完成签到,获得积分10
6秒前
三旬老人完成签到 ,获得积分10
6秒前
云栖完成签到,获得积分10
6秒前
Lucky完成签到 ,获得积分10
6秒前
LYFFE完成签到 ,获得积分10
6秒前
Hunter发布了新的文献求助30
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8109029
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9516770
关于积分的说明 21506037
捐赠科研通 7685859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3411038
关于科研通互助平台的介绍 2538414
邀请新用户注册赠送积分活动 2451002