近日，南昌大学国际有序物质科学研究院与北京大学化学与分子工程学院通力合作，成功地合成了世界首例Cr(Ⅱ)基多铁材料。
在这一工作中，首次提出在分子铁电的设计合成中使用二价铬金属盐，在无水、无氧苛刻的实验条件下合成Cr(Ⅱ)基有机-无机杂化材料，即[TMCM][CrCl3]。从晶体学方面来说，二价铬与其他过渡金属离子如Mn2+、Fe2+、Co2+等一样，可以与有机阳离子，卤素阴离子形成杂化钙钛矿结构。一方面，有机阳离子诱导的非中心对称晶体结构可以诱导出铁电性。另一方面，具有部分填充d4轨道电子的二价铬在杂化材料中能产生较大磁矩并形成磁有序结构。如图一所示，三甲基氯甲基胺（TMCM）和氯化亚铬组装形成一维链状钙钛矿结构。电滞回线直接证明了其具有良好的铁电性，饱和极化值(Ps)约为3.6μC/cm2,高于大多数有机-无机杂化铁电材料，磁滞回线证明了其铁磁性的存在。这一创造性工作有助于扩展多铁材料家族，可以期待在不久的将来，更多具有高性能的Cr(Ⅱ)基有机-无机杂化材料被研究发现，不断地推动分子铁电、铁磁领域的发展。
多铁材料[TMCM][CrCl3]晶体结构、电滞回线、磁滞回线示意图
研究成果以“Coexistence of Magnetic and Electric Orderings in a Divalent Cr2+-Based Multiaxial Molecular Ferroelectric”为题，发表于化学领域顶级期刊Chemical Science（《化学科学》）。该论文以艾勇博士为第一作者，南昌大学为第一单位发表。
论文链接：https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2021/SC/D1SC01871J#!divAbstract
论文DOI：10.1039/D1SC01871J
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