两种金属-有机钙钛矿材料的负热膨胀性质

发布时间：2019-01-15 22:11

【摘要】：通过变温单晶X射线衍射和透射电镜实验对2种金属-有机钙钛矿材料[C(NH2)3][Mn(HCOO)3](1)和[(CH2)3NH2][Mn(HCOO)3](2)进行表征,分析了其晶体结构和晶格常数随温度变化的关系,发现2种材料沿c轴方向都表现出负的热膨胀行为,其效应分别为:αc1=-1.2(1)×10~(-5)K~(-1),αc2=-6.1(11)×10~(-5)K~(-1)。采用一种"铰链"结构模型对这2种框架材料的负热膨胀机理进行了详细解释:温度升高会诱导框架中主体和客体铵基之间的氢键长度及键角发生改变,引起钙钛矿框架结构发生变形,进而导致其沿框架对角线方向(c轴方向)的负热膨胀行为。
[Abstract]:Two kinds of metal-organic perovskite materials [C (NH2) 3] [Mn (HCOO) 3] (1) and [(CH2) 3NH2] [Mn (HCOO) 3] (2) were characterized by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The relationship between crystal structure and lattice constant with temperature is analyzed. It is found that the two kinds of materials exhibit negative thermal expansion along the c axis, and their effects are as follows: 伪 c _ (1) -1.2 (1) 脳 10 ~ (-5) K ~ (-1), and the effect is as follows: 伪 _ (c _ (1) -1.2 (1) 脳 10 ~ (-5) K ~ (-1). 伪 c _ 2o -6.1 (11) 脳 10 ~ (-5) K ~ (-1). The negative thermal expansion mechanism of these two frame materials is explained in detail by using a "hinge" structure model: the length and angle of hydrogen bond between the host and guest ammonium group in the frame will be changed when the temperature increases. The deformation of perovskite frame structure leads to negative thermal expansion along the diagonal direction (c axis) of the frame.
【作者单位】： 湖北第二师范学院物理与机电工程学院;英国利兹大学机械工程学院;华中科技大学物理学院;
【基金】：国家自然科学基金(No.21571072)资助项目
【分类号】：O641.4

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本文编号：2409162