第一作者：沈良翰 邱子奥

通讯作者：王娜 缪乐平

第一单位：江西理工大学论文

DOI：10.1002/smll.74476

日前，江西理工大学国际创新研究院无序物质中心王娜课题组在Small上发表了题为“Halogen Engineering Achieving Regulable Polar Axes and Large Spontaneous Polarization in Mixed-Cation Metal Halide Hybrid Multiferroics”的研究文章。江西理工大学无序物质科学研究中心24级硕士研究生沈良翰，邱子奥为共同第一作者，我校是论文第一完成单位。

1.研究背景

铁电材料具备可调控翻转的自发极化特性，在非易失存储、智能传感、能量转换等领域拥有广阔应用前景。近年来，分子铁电材料凭借质轻、机械柔性优良、合成绿色低污染等独有优势，被视作下一代柔性电子器件极具潜力的核心功能材料。但目前绝大多数分子铁电体为单轴铁电体，多晶样品内晶粒取向呈随机分布，自发极化仅能沿唯一极轴的正反两个方向翻转，最终造成材料宏观极化强度大幅衰减。与之不同，多轴铁电材料单晶胞内存在多条等效极轴，自发极化可沿多个晶体学方向灵活切换。该特性能够大幅优化材料宏观铁电响应，即便薄膜、粉末等典型多晶形态，也可实现高效极化翻转与调控，使其在各类实际器件应用中具备突出性能优势

2.研究内容

本研究探究了无机骨架卤素工程策略对分子铁电体极轴数目的调控作用。首先，制备了一种新型混合阳离子单轴杂化分子铁电材料(S-3-hydroxypyrrolidinium)₂NH₄BiBr₆(HDPIB)，其居里温度T_c=375 K，饱和极化仅为1.37 μC·cm^-2。依托卤素工程策略，我们进一步构筑得到目标化合物，经卤素工程修饰后得到目标化合物(S-3-hydroxypyrrolidinium)₂NH₄BiCl₆(HDPIC)，经实验验证，该材料兼具优异的铁电性与铁弹性。其中，HDPIC的T_c显著提升至388 K，P_s值达到16.7 µC·cm⁻²。值得注意的是，该策略能够有效调控铁电极轴的数量，将HDPIC的极轴数量增加至6个，综合性能优于绝大多数已报道的有机-无机杂化分子铁电材料。总之，本研究表明，卤素工程策略通过精准调控无机骨架与微观分子结构，进而提升宏观铁电性能，为高性能多铁材料的精准设计与性能优化提供了全新思路和通用技术路径。

3.图文导读

图1. HDPIB和HDPIC的晶体结构和对称性变化。

图2. HDPIC的DSC、介电响应、SHG和P-E电滞回线。

图3. HDPIC的PFM表征。

4.论文信息

Halogen Engineering Achieving Regulable Polar Axes andLarge Spontaneous Polarization in Mixed-Cation MetalHalide Hybrid Multiferroics

Liang-Han Shen,^1,3Zi-Ao Qiu,^1,3Xiang Zhang,¹Gui-Lin Jiang,¹Sen-Hao Chang,¹Zhong-Hua Xu,¹Jia-Hang Wu,²Na Wang,*¹Heng-Yun Ye,¹and Le-Ping Miao,*¹           DOI：10.1002/smll.74476