低维钙钛矿铁电纳米材料研究已成为世界各国纳米材料领域研究的热点，这类材料在高密度信息存储、压电传感器、催化等领域有着十分广阔的应用前景。近期，材料系无机材料所韩高荣教授课题组在低维钙钛矿铁电纳米材料研究上取得了系列进展。
继2010年率先报道了一种柱状晶体结构PbTiO3材料之后 (J. Am. Chem. Soc. 132, 5572, 2010 )，课题组深入开展了这类材料的微结构、掺杂和相变的研究，获得了一系列新材料(J. Mater. Chem., 21, 3652, 2011; CrystEngComm. 14, 4520, 2012)。2012年6月，课题组与美国爱荷华州立大学Valery教授和浙大材料系张泽院士合作，提出并证实了一种表面虚拟熔化驱动的晶体-晶体相变机制(Phys. Rev. B 85, 220104(R), 2012),成功解释了新结构和普通结构之间的相变过程，为其形貌和尺寸的调控提供了指导。在此基础上，2012年8月，课题组在Small (DOI: 10.1002/smll.201200795)上发表了题为“Size-Controlled Single-Crystal Perovskite PbTiO3 Nanofibers from Edge-shared TiO6 Octahedron Columns”的论文，首次报道了两种晶体结构PbTiO3单晶纳米纤维的尺寸调控，研究表明直径为13nm的纳米纤维仍具有铁电性（图1），为纳米器件如纳米发电机、传感器的研制提供了重要参考。刘振亚同学为该论文第一作者，任召辉博士和韩高荣教授为通讯作者。
2012年9月10号，化学领域著名期刊德国应用化学（Angew. Chem. Int. Ed., 51, 9283, 2012）在线发表了题为 “Self-Templated Synthesis of Single-Crystal and Single-Domain Ferroelectric Nanoplates”的论文，该研究首次报道了水热法制备单晶、单畴的铁电PbTiO3纳米片（图2），揭示了其“自模板”的晶体生长机制，实现了纳米片铁电畴的读写，为超高密度信息存储提供了可能。同时，研究发现附载Pt颗粒的PbTiO3纳米片体系能够有效催化氧化一氧化碳，拓展了纳米铁电材料的应用，为探索铁电催化体系提供了新思路。钞春英同学为该论文第一作者，任召辉博士和韩高荣教授为通讯作者。
以上研究工作得到了国家自然科学基金、中央直属高校科研基金、浙江大学唐仲英传感材料研究与应用中心的支持。
图1：PbTiO3单晶纳米纤维的压电力显微镜(PFM)研究
图2：PbTiO3单晶纳米片的形貌、静电显微镜(EFM) 与CO催化
无机非金属材料所供稿
2012.09.26
