Tailoring a Lead-Free Organic–Inorganic Halobismuthate for Large Piezoelectric Effect
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Le résumé fourni par la source
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Molecular piezoelectrics are a potentially disruptive technology, enabling a new generation of self-powered electronics that are flexible, high performing, and inherently low in toxicity. Although significant efforts have been made toward understanding their structural design by targeted manipulation of phase transition behavior, the resulting achievable piezoresponse has remained limited. In this work, we use a low-symmetry, zero-dimensional (0D) inorganic framework alongside a carefully selected ‘quasi-spherical’ organic cation to manipulate organic–inorganic interactions and thus form the hybrid, piezoelectric material [(CH 3 ) 3 NCH 2 I] 3 Bi 2 I 9 . Using variable–temperature single crystal X-ray diffraction and solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy, we demonstrate that this material simultaneously exhibits an order–disorder and displacive symmetry-breaking phase transition. This phase transition is mediated by halogen bonding between the organic and inorganic frameworks and results in a large piezoelectric response, d 33 = 161.5 pm/V. This value represents a 4-fold improvement on previously reported halobismuthate piezoelectrics and is comparable to those of commercial inorganic piezoelectrics, thus offering a new pathway toward low-cost, low-toxicity mechanical energy harvesting and actuating devices.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Tailoring a Lead-Free Organic–Inorganic Halobismuthate for Large Piezoelectric Effect
- Date Crossref
- 25/11/2025
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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University of Oxford Clarendon Laboratory pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Birmingham pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Bristol pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Justus-Liebig-Universität Gießen pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Centre Européen de la Céramique pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Université de Limoges Institut de Recherche sur les Céramiques (IRCER) pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Bruker (United States) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Applied Nano Surfaces (Sweden) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Clarendon College, Clarendon Laboratory — University of Oxford et Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, avec 9 autres affiliations.
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