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我校教師艾勇發(fā)現(xiàn)首例Cr(Ⅱ)基多鐵材料

作者:國際有序物質(zhì)研究院時間:2021-06-19
攝影 國際有序物質(zhì)研究院 單位 國際有序物質(zhì)研究院
  

本網(wǎng)訊(國際有序物質(zhì)研究院)近日,我校國際有序物質(zhì)科學(xué)研究院與北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院通力合作,成功地合成了世界首例Cr(Ⅱ)基多鐵材料。

在這一工作中,首次提出在分子鐵電的設(shè)計合成中使用二價鉻金屬鹽,在無水、無氧苛刻的實驗條件下合成Cr(Ⅱ)基有機-無機雜化材料,即[TMCM][CrCl3]。從晶體學(xué)方面來說,二價鉻與其他過渡金屬離子如Mn2+、Fe2+、Co2+等一樣,可以與有機陽離子,鹵素陰離子形成雜化鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。一方面,有機陽離子誘導(dǎo)的非中心對稱晶體結(jié)構(gòu)可以誘導(dǎo)出鐵電性。另一方面,具有部分填充d4軌道電子的二價鉻在雜化材料中能產(chǎn)生較大磁矩并形成磁有序結(jié)構(gòu)。如圖一所示,三甲基氯甲基胺(TMCM)和氯化亞鉻組裝形成一維鏈狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。電滯回線直接證明了其具有良好的鐵電性,飽和極化值(Ps)約為3.6μC/cm2,高于大多數(shù)有機-無機雜化鐵電材料,磁滯回線證明了其鐵磁性的存在。這一創(chuàng)造性工作有助于擴展多鐵材料家族,可以期待在不久的將來,更多具有高性能的Cr(Ⅱ)基有機-無機雜化材料被研究發(fā)現(xiàn),不斷地推動分子鐵電、鐵磁領(lǐng)域的發(fā)展。

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多鐵材料[TMCM][CrCl3]晶體結(jié)構(gòu)、電滯回線、磁滯回線示意圖

研究成果以“Coexistence of Magnetic and Electric Orderings in a Divalent Cr2+-Based Multiaxial Molecular Ferroelectric”為題,發(fā)表于化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Chemical Science(《化學(xué)科學(xué)》。該論文以艾勇博士為第一作者,南昌大學(xué)為第一單位發(fā)表。

論文鏈接:https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2021/SC/D1SC01871J#!divAbstract

論文DOI:10.1039/D1SC01871J


編    輯:涂金鳳

責(zé)任編輯:許  航

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