含季膦盐的有机无机杂化化合物的结构与性质研究开题报告

1. 研究目的与意义

曾有报道，季膦盐类化合物因元素碘及羟基的存在而有较强的抗肿瘤活性，最近又有研究推测，季膦盐类化合物抗肿瘤活性的机制涉及阳离子季膦盐亲和高线粒体膜电位的癌细胞膜。多金属氧酸盐(简称多酸)由于其独特的分子结构及性质，使其在无机化合物合成及设计结构新颖的功能化合物领域受到人们广泛关注。

相变材料随环境温度改变发生相变过程，伴有吸收或放出相变潜热的行为，可以与外界环境进行能量交换，从而达到能量利用和控制环境温度的目的，是一种环保型的储能材料，被广泛应用于建筑、纺织、工业等很多领域。相变储能材料由于能解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾而成为国内外能量利用和材料科学方面研究的热点。另外，相变材料在信息存储、光学传感、以及压电传感等方面也具有广阔的应用前景。

铁电体作为相变材料的一种，由于具有介电性、压电性、热释电性、铁电性以及电光效应、声光效应和非线性光学效应等有趣的电学物理性质，因此可用于制作铁电存储器、热释电红外探测器、压控滤波器等重要新型元器件。这些元器件在航空航天、电子通讯、家用电器、国防等领域具有十分广泛的应用前景。近年来，人们把很多研究兴趣集中在寻找具有潜在铁电以及铁电性质的有机-无机材料，它们不同于简单的无机或有机介电材料，具有可合成操控性和简易型、结构易于控制、易于研究等特点，所以有望发现新型的介电铁电材料。

2. 课题关键问题和重难点

本课题最大的困难在于晶体的生长和理想的晶体结构，想得到质量好的晶体，可以尝试多种结晶方法，如：直接溶液法，扩散法，水热法等。其中溶液法可以尝试各种溶剂包括有机溶剂以及混合溶剂。理想的晶体结构可以通过调控原料比例或改变结晶环境等实验条件来调控。

3. 国内外研究现状（文献综述）

摘要：铁电材料的优秀电学性能孕育了它广阔的应用前景，其电子元件有着集成度高、能耗小、响应速度快等众多优点。而且目前研究者将铁电材料同其它技术相结合，使新诞生的集成铁电材料性能更为优秀。介绍了铁电材料的发展历史和当前的研究概况。详细描述了几种铁电材料的性能特点与研究进展，包括压电材料及在微机电系统中的应用，储能用铁电介质材料，有机铁电薄膜材料。最后,总结了铁电材料研究中尚未解。

关键词：铁电；有机铁电薄膜；

1.前言

4. 研究方案

铁电相变是一种典型的结构相变，从顺电相到铁电相伴随着自发极化的出现。极化是一种极性矢量，它的出现在晶体中造成了一个特殊的方向，这个方向与晶体的其他任何方向都不是对称等效的，即特殊极性方向是在晶体所属点群的任何对称操作下都保持不动的方向。显然，铁电晶体点群的对称性受到了限制。在32个点群中，只有10个点群具有特殊的极性方向，分别为1(c1),2(c2),m(cs),mm2(c2v),4(c4),4mm(c4v),3(c3),3m(c3v),6(c6),6mm(c6v)。经验表明：采用具有柔性结构的化合物作为分子构筑块容易诱导其最终结晶在非中心对称甚至于极性空间群，进而引起如上所述的特殊的电学或光学响应。因此，本论文拟选用含膦化合物，利用可控分子自组装合成新颖的有机-无机杂化化合物以及新型金属有机化合物诱导其结晶在极性点群中。然后通过相关的物性表征对其结构、相变、介电性以及铁电性等进行深入而系统的研究，寻找具有优良介电或铁电性能的相变材料。

基于上述目标，主要的研究内容有：

（1）以含膦化合物及以硫氰酸根为阴离子骨架来设计并制备新颖的有机-无机杂化化合物和金属有机杂化化合物，通过调控阴阳离子的结合方式、结晶环境等，期望这些化合物最终结晶在非中心对称或极性点群，进而发现新型的分子介电铁电材料。

5. 工作计划

1、第一学期第18-21周：查阅并整理与课题相关的文献、期刊和专利，撰写任务书和开题报告、翻译一篇外文文献。

2、第二学期第1-4周：根据之前查阅的相关资料，与导师商量并制定初步实验方案，完成部分实验，整理数据并进行理论分析。

3、第二学期第5-6周：在已完成实验的基础上，再做一些比较试验进一步完善实验并分析研究，最后完成主要实验部分。