本网讯（国际有序物质研究院）近日，在《铁电化学》理论框架的指导下，南昌大学国际有序物质科学研究院陈晓刚教授等开发了一种重构型相变诱导的三维手性碱金属卤化物钙钛矿铁电体。研究成果以“3D Chiral Perovskitoid-to-Perovskite Reconstructive Phase Transition Designed Molecular Ferroelectric Thin Film with Out-of-Plane Polarization”为题发表在Advanced Materials，该工作由南昌大学独立完成。

结构相变指晶态物质在温度或压力变化时，结构发生转变而化学成分保持不变的过程。其微观机制主要分为两类：一是非重构型相变，不破坏原有化学键，包括原子协同位移引起的位移型相变，以及结构单元有序度变化导致的有序-无序型相变；二是重构型相变，需打破并重组化学键形成全新结构，通常需高温高压等条件，如石墨向金刚石的转变（图1a）。值得关注的是，在金属卤化物中，金属－卤素键对环境较为敏感，可在相对温和条件下发生化学键断裂与重组，但重构型相变在金属卤化物体系中仍较少见。铁电性常通过结构相变实现对称性破缺与自发极化。然而，目前大多数铁电体是通过非重构型相变实现的，而利用重构相变设计金属卤化物铁电体仍处于空白。

图1. （a）从石墨到金刚石的重构型相变示意图；（b）R‑AQCsI3从类钙钛矿到钙钛矿结构的重构型相变示意图。

本工作中，研究团队首次在三维手性碱金属卤化物R/S‑AQCsI3（AQ2+ = 3-氨基奎宁环）中观测到温和条件下（205 °C、常压）的“类钙钛矿→钙钛矿”重构型相变（图1b）。以R构型为例，其初始结构中CsI6八面体通过角与面共享交替连接；相变过程中，Cs+离子迁移及Cs‒I键的断裂/重组共同触发无机骨架发生重构，转变为纯角共享的钙钛矿结构。这一重构同时促使有机阳离子重新取向，将薄膜材料极化方向从纯面内切换为纯面外，为垂直集成微纳电子器件提供了材料基础。这项研究工作是《铁电化学》指导化学设计分子铁电体的又一成功例子，利用重构型相变来协调晶体取向与极化方向为未来设计高性能分子铁电材料开辟了新的途径。

论文链接：http://doi.org/10.1002/adma.202520443

审核：许航、涂金凤、朱文芳、毛梓人