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本網訊（國際有序物質科學研究院）近日，我校國際有序物質科學研究院教師王仲夏在手性二維鈣鈦礦分子鐵電體領域取得研究進展。在熊仁根教授提出的“鐵電化學”思想指導下，通過精準修飾有機陽離子，引入手性中心，成功合成了首例二維同手性雜化碘化鉛鈣鈦礦熱致色變分子鐵彈鐵電體，這一發現為手性鈣鈦礦鐵電體的設計提供了一條有效途徑，并對多功能鈣鈦礦材料的開發與設計具有重要意義。

二維手性鈣鈦礦鐵電體設計路徑（a）和VCD及紅外譜圖（b）。二維手性鈣鈦礦的鐵電相變性質（c-f）；鐵彈疇演變（g-i）以及熱致變色性質（j）。

手性層狀鉛碘鈣鈦礦鐵電體融合了手性材料、分子鐵電材料和有機-無機層狀鉛碘鈣鈦礦材料的性能優勢，同時具有光學活性、鐵電性、壓電性、熱釋電性、發光、半導體特性等多種性質，是一類極具發展前景的新型手性多功能材料。根據諾埃曼原則，鐵電體必定屬于10個極性點群，單一手性分子的引入能有效保證非中心對稱晶格的形成，使其極大可能地結晶在5個手性極性鐵電點群（ C ₁， C ₂， C ₄， C ₃， C ₆）之中，并表現出鐵電性。因此，在晶體中引入手性分子將會是設計分子鐵電體一個非常有效的策略。

該項研究以二維鉛碘鈣鈦礦( N -benzylethane-1,2-diaminium)PbI₄作為母體，在二價有機胺陽離子上修飾一個甲基以引入手性，精準地設計出首例具有熱致變色、鐵彈性和鐵電性的二維層狀單一手性鉛碘鈣鈦礦：[( R and  S )- N -(1-phenylethyl)ethane-1,2-diaminium]PbI₄（圖1a）。振動圓二色性（VCD）測試證實了 R 和 S 兩種構型的對映體特征（圖1b）。在378 K左右，它們都經歷了222 F 2型的順電-鐵電行為（圖1c-f），并伴有清晰的鐵彈疇演變（圖1g-i）。此外，它們還表現出明顯的可逆熱致變色現象，顏色由室溫下的橙黃變為高溫下的橙紅色。它們的半導體特性也隨之發生明顯改變，其直接帶隙從2.48 eV降低為2.35 eV（圖1j）。據了解，在二維單一手性鈣鈦礦中發現集成鐵電性、鐵彈性和可逆熱致變色現象極其罕見。

相關成果以“Unprecedented 2D Homochiral Hybrid Lead‐Iodide Perovskite Thermochromic Ferroelectrics with Ferroelastic Switching”為題發表于化學類頂級期刊《德國應用化學》 （  Angewandte Chemie International Edition  ） 。文章的第一作者是南昌大學的博士研究生曾毓靈，王仲夏老師是唯一通訊作者。該工作得到了南昌大學國際有序物質科學研究院、國家自然科學基金重大項目、國家自然科學基金青年科學基金項目的大力支持。

原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202102195

編    輯：涂金鳳

責任編輯：許  航