近日，中国科学院合肥物质科学研究院李向阳研究员课题组利用d-p自旋耦合结合中心对称性破缺的有机杂环，在二维铬基金属有机骨架中，理论预测了一系列可在室温下应用的多铁性材料。
该研究成果发表在 《纳米快报》上。
多铁性材料的特点是两种或三种铁性级共存，已成为一个关键的研究平台，推动了信息存储、传感技术、电子和能量转换领域的进步。二维材料的出现使多铁性材料领域焕发了活力，有望实现更薄、更高效和多功能的功能。然而，尽管该领域取得了长足的进步，但具有室温磁性的二维多铁性材料的数量仍然非常稀少。
为了克服这一挑战，研究人员提出了一种新方法，利用 dp 自旋耦合结合中心对称性破坏的六元杂环配体在二维金属有机骨架(MOF)中实现二维室温多铁性。
他们利用这种方法研究了 128 种不同的 2D MOF，发现了三种独特的多铁性材料：Cr(1,2-oxazine)2、Cr(1,2,4-triazine)2 和 Cr(1,2,3,4-trazine)2。所有这些材料在室温下都表现出亚铁磁性以及铁/反铁电性。室温亚铁磁序被认为源自 Cr 阳离子和配体阴离子之间强的 dp 直接自旋耦合。
具体来说，Cr(1,2-oxazine)2 表现出铁电特性，而后两者表现出反铁电特性。令人印象深刻的是，这两种材料都拥有适合极化切换的势垒。
李向阳教授说：“我们的研究为二维室温多铁性材料的设计提供了一个有前景的平台。”
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