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利用变色材料对外界刺激响应引起的电学信号的变化,具有非常广泛的应用前景,如单分子器件的开关、可穿戴电子皮肤、智能传感和探测等。将具有刺激响应性质的变色材料和半导体结合不仅可以为半导体的电学性质提供新的调控手段(如光、热刺激等不需要改变内在的组成和结构的方法),同时也可能发现一些有趣的传感和开关性能,获得一些新的应用。金属卤化物基杂化材料具有非常丰富的结构类型,是目前最有可能应用在电学器件中的一种杂化材料。本论文以金属卤化物变色半导体为研究对象,开展了系列研究,取得如下成果: 1.首次提出通过热诱导电子转移热致变色切换半导体电学性质的方法,在铅卤化物半导体中引入一种受热后能改变颜色且能改变有机载流子浓度的热活性有机组分,制备了一种具有3D开放框架结构的铅卤化合物。这个工作为调制半导体性能提供了一种新的物理手段,同时也启发了半导体在过热颜色指示器、电流过载保护器等方面的应用。 2.设计合成了一种无机-有机杂化的铅卤化合物半导体,其中有机部分具有电子转移光致变色活性,并且有能力形成与无机铅卤化合物配位的半导的π聚集体。这个工作提出了一种新的策略来提高半导体的铅卤化合物半导体的吸收谱,电导率和稳定性,并将指导探索更多的潜在的太阳能电池的光活性材料。该工作首次通过电子转移调控光电流,获得了迄今最高的电导率光切换比。 本论文系统地研究了无机-有机杂化变色金属卤化物半导体的结构和电开关的性能,得到了一系列有价值的成果,不仅丰富了变色材料和无机-有机杂化材料领域的内容,而且对基础研究和应用研究都有重要的科学意义。