第一作者：2024级硕士研究生邱子奥

通讯作者：缪乐平 副教授

第一单位：江西理工大学

DOI：10.1021/acs.inorgchem.6c01860

1. 研究背景

在多铁材料家族中，铁电-铁弹（FE-FA）耦合材料由于具有优异的电-力耦合特性，在光栅器件、自适应系统以及高能量密度存储等智能光电领域展现出广阔的应用前景。然而，实现 FE-FA 材料面临着极严苛的晶体学对称性限制——根据Aizu 规则，在所有可能的94 种铁弹相变类型中，仅有42 种满足铁电-铁弹耦合特征，这使得理性设计此类材料难度极大。由于双钙钛矿结构具有双金属位点，相较于单金属钙钛矿拥有更显著的晶格可调控空间，更利于引入多铁性质。在此前通过有机阳离子改性（如 H/F、H/OH、H/D 取代）取得进展的基础上，研究团队将目光投向了尚未被充分开发的“无机骨架调控”，尝试通过混合卤素调控来打破晶格对称性，为设计新型分子多铁材料开辟新途径。

2. 研究内容

近日，研究团队基于一维（1D）双钙钛矿平台，以 [(RB3HQ)₂KBiCl₆]（KBC）为基础，通过化学键工程，成功在无机骨架中引入 Br 原子，合成了一例新型一维范德华混卤素双钙钛矿多铁材料 [RB3HQ)₂KBiCl₄Br₄]（KBX）（其中RB3HQ = (R)-N-bromomethyl-3-hydroxyquinoline）。该材料成功突破了室温限制，在居里温度（T_c= 410 K）以下展现出典型的铁电有序与铁弹畴结构。

3. 图文导读

方案1. 通过混合卤素调控实现铁电-反铁电多铁性。

图1. KBX的铁电性，包括变温SHG信号、介电响应、DSC曲线和P-E电滞回线表征。

图2. KBX的铁弹畴演变。

4. 总结与展望

总之，我们通过混合卤素策略成功合成了1D杂化双钙钛矿多铁电材料[RBB3HQ]₂KBiCl₄Br₄（KBX）。KBX的铁电性和铁磁性分别通过典型的P−E滞回环和可逆的铁磁畴得到证实。此外，KBX在较高的居里温度（T_c = 410 K）下表现出介电相变。本研究为在杂化钙钛矿中实现多铁电材料提供了新途径，并对双金属多功能材料的研究提供了深刻见解。

5. 论文信息

Realization of High-Temperature Multiferroicity in K−Bi-Based Hybrid Double Perovskites via Interaction Engineering

Zi-Ao Qiu,^a Wei-Jia Zhu,^a Zai Xiu,^a Xiang Zhang,^a Liang-Han Shen,^a Sen-Hao Chang,^a Na Wang,^*a Heng-Yun Ye,^*a and Le-Ping Miao.^*a

DOI：10.1021/acs.inorgchem.6c01860