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Recipes for improper ferroelectricity in molecular perovskites

机译:钙钛矿中铁电不当的配方

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摘要

The central goal of crystal engineering is to control material function via rational design of structure. A particularly successful realisation of this paradigm is hybrid improper ferroelectricity in layered perovskite materials, where layering and cooperative octahedral tilts combine to break inversion symmetry. However, in the parent family of inorganic ABX3 perovskites, symmetry prevents hybrid coupling to polar distortions. Here, we use group-theoretical analysis to uncover a profound enhancement of the number of improper ferroelectric coupling schemes available to molecular perovskites. This enhancement arises because molecular substitution diversifies the range of distortions possible. Not only do our insights rationalise the emergence of polarisation in previously studied materials, but we identify the fundamental importance of molecular degrees of freedom that are straightforwardly controlled from a synthetic viewpoint. We envisage that the crystal design principles we develop here will enable targeted synthesis of a large family of new acentric functional materials.
机译:晶体工程的主要目标是通过合理设计结构来控制材料功能。这种范例的一个特别成功的实现是在钙钛矿层状材料中混合不当铁电,其中层状和合作八面体倾斜相结合,破坏了反对称性。但是,在无机ABX3钙钛矿的母体家族中,对称性阻止了杂化耦合到极性畸变。在这里,我们使用组理论分析来揭示分子钙钛矿可利用的不正确铁电耦合方案的数量的显着增强。之所以会出现这种增强,是因为分子取代使可能的变形范围多样化。我们的见解不仅使先前研究的材料中极化的出现合理化,而且我们确定了从合成的观点直接控制的分子自由度的根本重要性。我们设想,我们在此开发的晶体设计原理将能够有针对性地合成大量新型无心功能材料。

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