其中 P m 和 P r 分别为最大和剩余极化。虽然传统电容器的电压在放电时线性下降,但表现出极化跳跃的强非线性电容器可以保持其电压。这一特性可以简化从电容器提供恒定电压所需的电子设备。此外,反铁电体可以比线性电介质和铁电体更有效地以高密度存储能量。含铅反铁电体的性能尤其高,12-14 例如 (Pb,La)(Zr,Ti)O 3 (PLZT) 化合物,它已在直流链路电容器中得到商业应用。此外,广泛的研究已使无铅替代品的电存储性能得到显着改善。15-18 通过将这些反铁电体改性为弛豫剂,还可以实现超高能量存储。19-22
© 2019 WILEY VCH Verlag GmbH & Co. KGaA,魏因海姆。这是以下文章的同行评审版本:Vallone, SP、Tantillo, AN、dos Santos, AM、Molaison, JJ、Kulmaczewski, R.、Chapoy, A.、Ahmadi, P.、Halcrow, MA、Sandeman, KG、Giant Barocaloric Effect at the Spin Crossover Transition of a Molecular Crystal. Adv. Mater. 2019, 31, 1807334,最终版本已发布于 https://doi.org/10.1002/adma.201807334。本文可用于非商业用途,符合 Wiley 自存档条款和条件。根据出版商的自存档政策上传。
完整作者列表: Tong, Fei;加州大学河滨分校,化学 Xu, Wenwen;马萨诸塞大学阿默斯特分校,聚合物科学与工程 Guo, Tianyi;肯特州立大学,先进材料与液晶研究所 Lui, Brandon;加州大学河滨分校,Hayward, Ryan;马萨诸塞大学,聚合物科学与工程 Palffy-Muhoray, Peter;肯特州立大学,先进材料与液晶研究所 Al-Kaysi, Rabih;沙特·本·阿卜杜勒阿齐兹国王健康科学大学,基础科学 Bardeen, Christopher;加州大学河滨分校,化学
晶格切换蒙特卡罗和相关的 diabat 方法已成为计算同质异形体之间自由能差异的有效而准确的方法。在这项工作中,我们引入了从一种分子晶体中的参考位置和位移到另一种分子晶体中的位置和位移的一对一映射。映射的两个特点有助于使用晶格切换蒙特卡罗和相关的 diabat 方法计算同质异形体自由能差异。首先,映射是单一的,因此其雅可比矩阵不会使自由能计算复杂化。其次,对于任意复杂度的分子晶体,映射都很容易实现。我们通过计算苯和卡马西平同质异形体之间的自由能差异来证明映射。热力学循环的自由能计算,每个循环都涉及三个独立计算的同质异形体自由能差异,都以高精度返回到起始自由能。因此,这些计算提供了方法的力场独立验证,并使我们能够估计单个自由能差异的精度。
组装体的组装不仅由光活性分子本身的分子结构决定,还由分子空间排列方式决定。13 – 15具有明确堆积和分子间相互作用的有机超分子晶体是研究超分子组织及其控制和操作的理想体系。16 – 18因此,如何提供具有理想光响应行为的有机超分子晶体引起了化学和材料科学的广泛关注。分子间[2 + 2]光环加成反应,特别是固态的光二聚化,极易受到分子空间排列的影响。预计只有当反应性p-二聚体中的两个单体尽可能平行排列,并且它们的接近度在4.2 ˚A以内时才会发生。19 – 21此类拓扑化学反应具有迷人的能量转移,能够快速有效地将光转化为化学能和动能。 18,22一方面,晶格原子的空间运动会在周围的p-二聚体中产生局部应力,使晶体发生变形。23,24例如,Naumov和Vittal报道了基于[2+2]光环加成反应的智能分子晶体,实现了弯曲、跳跃、滚动、光突显等多种光机械动态行为。25-27另一方面,
摘要:有机分子晶体的长寿命室温磷光引起了广泛关注。持久发光取决于分子成分的电子特性,主要是 p 共轭给体-受体 (DA) 发色团,以及它们的分子堆积。本文开发了一种策略,通过设计两种异构分子荧光粉,结合并结合 D 和 A 单元之间的 s 共轭桥和用于 H 键导向超分子自组装的结构导向单元。计算强调了 s 共轭桥的两个自由度对发色团光学性质的关键作用。分子晶体的 RTP 量子产率高达 20%,寿命高达 520 毫秒。高效磷光材料的晶体结构证实了发射体存在前所未有的良好组织,形成由分子间 H 键稳定的 2D 矩形柱状超分子结构。
分子间单线态裂变 (SF) 是将光生单线态激子转换为驻留在不同分子上的两个三线态激子。SF 有可能通过从一个高能光子中收获两个电荷载体来提高太阳能电池的转换效率,否则其剩余能量将以热量的形式损失。由于在固态下表现出分子间 SF 的分子晶体选择有限,阻碍了商用 SF 增强模块的开发。计算探索可能会加速新 SF 材料的发现。多体微扰理论框架内的 GW 近似和 Bethe-Salpeter 方程 (GW+BSE) 是当前用于计算具有周期性边界条件的分子晶体的激发态特性的最先进方法。在本次演讲中,我将讨论如何使用 GW+BSE 评估候选 SF 材料,以及将其与材料中的低成本物理或机器学习模型相结合
带有光波导的分子发光材料在发光二极管,传感器和逻辑门中具有广泛的应用前景。但是,大多数传统的光学波导系统都是基于脆性分子晶体,该晶体限制了在不同的应用情况下的柔性设备的制造,运输,存储和适应。迄今为止,在同一固态系统中具有较高柔韧性,新型光学波导和多端口色调发射的光功能材料的设计和合成仍然是一个开放的挑战。在这里,我们已经构建了新型的零维有机金属卤化物(Au-4-二甲基氨基吡啶[DMAP]和DMAP),对于光学波导而言,弹性很小,损失系数很少。对分子间相互作用的理论计算表明,2分子晶体材料的高弹性是原始的,它是从其人字形结构和滑移平面的。基于2个晶体的一维柔性微脚架和Mn-Dmap的2维微板,具有多色和空间分辨光学波导的异质界面。杂合的形成机理是基于表面选择性生长,因为接触晶体平面之间的低晶格不匹配比。因此,这项工作描述了具有高灵活性和光学波导的基于金属壁的晶体异质结的首次尝试,从而扩展了用于智能光学设备(例如逻辑门和多路复用器)的传统发光材料的前景。
计算机辅助材料设计 该团队的大部分研究是为各种应用设计新材料。然而,对于有机电子应用,可能的分子晶体的特征空间非常大,有数十亿个可能的分子。对于该应用,这在可能的材料或电子特性方面创造了无与伦比的灵活性,可以根据需要进行定制。同时,这种巨大的可变性阻碍了新材料的识别,因为理论上必须搜索巨大的空间。为此,该团队正在努力确定良好的描述符、与所需可观测量(例如电荷载流子迁移率)相关的系统计算要求较低的特性,以及计算方法
有机分子晶体由周期性,对称结构中排列的离散分子组成,已被传统地视为不适合需要机械稳定性的应用的脆弱材料。1 - 3然而,最近的研究通过发现某些有机晶体的显着动态特性,包括弹性,质量,刺激性反应性,甚至应力诱导的发光,从而挑战了这一观念。4 - 7与传统的脆性分子固体不同,这些动态和o imentimes,机械兼容的有机晶体可以经历可逆的机械变形,例如弯曲,扭曲和盘绕,oimes,而不会显着损失其结晶度。8,9意识到,机械性敏感性和刺激性诱导的适应能力来自(相对较弱)分子间相互作用可能对