科研学术

近日，光电学院许向东教授团队在材料学顶级期刊MaterialsToday上发表了题为“Extraordinary piezoelectricity inan organic nonlinear optical material”的研究论文，报道了在有机压电材料方面的重要研究成果。该成果主要由许向东教授与其指导的博士生谷雨等完成。谷雨为第一作者，许向东教授为论文唯一通讯作者。

压电材料在众多领域发挥了重要作用。目前为止，常用的压电材料为无机型。然而，无机材料较高的硬度、脆性、高温制备、甚至含有环境不友好的金属元素等不利因素，阻碍了此类材料更广泛的应用。与之相比，有机材料刚好能弥补这些缺陷。遗憾的是，有机压电材料的压电系数（如d₃₃）通常远低于无机压电材料，导致前者的器件应用严重受阻。所以，长期以来，国内外广大科研工作者一直努力探索具有较高压电系数的有机材料。4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐（简称DAST）具有较强的非线性光学效应，是迄今最重要的一种有机非线性光学材料。

近年，许向东教授开展了大量的DAST探索，在DAST太赫兹效应、光致发光、光-物质耦合、光整流、二次谐波产生（SHG）、高阶非线性效应等光学领域分别取得了多项重要的科研成果。特别是，该研究小组近期研究发现，DAST晶体薄膜具有超强的SHG光学效应。这预示，DAST单晶具有较高的非中心对称性，从而有望展示出非同寻常的压电性能。为此，许向东研究小组克服了材料制备、性能测试、理论仿真等难题，在生长出高质量的DAST有机单晶的基础上，利用多种测量手段，首次实测发现：无水DAST有机单晶具有远超传统有机材料的极高的压电系数。而且，通过系统的理论仿真，验证了实测结果，并探究了其中的微观原理。重要的是，研究小组还进一步制作出基于DAST薄膜的有机压电新器件。该研究取得了有机压电领域的突破性成果，有助于推动有机压电材料与器件应用的新发展。

图1.DAST有机单晶的压电原理以及材料与器件性能的实测结果示意图

许向东教授自2007年被引进到光电学院，先后从事非制冷红外探测器、太赫兹探测器、电磁超材料、MEMS微型检测器、有机非线性光学、有机非线性光学新材料等研究，开展了多领域的前沿探索，并为多项国家及省部级重点项目的顺利完成作出重要贡献。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702126003585