EurJIC：具有可逆热致变色性和铁磁性的准二维铜基钙钛矿

有机无机杂化钙钛矿是一种兼具有机和无机特性的晶体材料，在光学、电学、磁学和光电等领域均表现出了优异的性能。根据一定的设计原则，通过选择合适的有机无机成分能在分子水平上得到不同维度的钙钛矿结构。近年来人们对三维钙钛矿在光电领域进行了大量的研究。然而三维钙钛矿对水、氧或热的不稳定极大地限制了其实际应用。引入更大半径的有机阳离子有利于得到二维或准二维结构的钙钛矿，与三维钙钛矿相比，其具有更好的稳定性。

近日，华东师范大学的彭晖教授课题组通过引入线性烷基二胺阳离子1, 6-己二胺 (1, 6-HDA) 合成了铜基准二维杂化钙钛矿(1, 6-HDA)CuCl₄，其具有可逆的热致变色性和铁磁性。二维层状结构由交替的(1, 6-HDA)²⁺阳离子层和CuCl₆八面体层组成，其中CuCl₆八面体通过强氢键N─H···Cl与(1, 6-HDA)²⁺有机基团相互作用。随着温度的升高，(1, 6-HDA)CuCl₄晶体的颜色由常温下的黄色逐渐变深至红棕色，并随温度的降低而恢复。由于其热致变色行为具有良好的可逆性和稳定性，晶体粉末可与水性树脂PVA制成良好的热致变色油墨并用于丝网印刷和热传感。这是将二维有机-无机杂化钙钛矿材料制成油墨和热传感器的首次报道。通过拉曼和X射线衍射表征，发现其热致变色行为主要是晶格膨胀所致。此外，磁性Cu²⁺离子之间的超交换作用使得(1, 6-HDA)CuCl₄具有铁磁性。在低磁场作用下，它表现出异常的反铁磁特性，随着磁场的增大，反铁磁特性逐渐消失。这种行为可以解释为在低磁场下层间反平行自旋有序的存在削弱了转变点以下的磁化强度，而在大磁场中反平行自旋有序则发生了逆转，这导致了反铁磁特性的减弱甚至消失。

此工作为二维杂化钙钛矿类材料在热传感领域的实际应用提供了可能性。

论文信息：

A Quasi-Two-Dimensional Copper Based Organic-Inorganic Hybrid Perovskite with Reversible Thermochromism and Ferromagnetism

Hanmei Fu, Dr. Chunli Jiang, Dr. Chunhua Luo, Prof. Hechun Lin, Prof. Hui Peng

European Journal of Inorganic Chemistry

DOI: 10.1002/ejic.202100811

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《欧洲无机化学》是欧洲化学出版协会(Chemistry Europe)的官方期刊并由Wiley–VCH出版，刊发无机化学、有机金属化学、生物无机化学和固态化学相关研究领域的论文全文、通讯和小综述。

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