天津大学-新加坡国立大学福州联合学院胡文平、Kian Ping Loh教授在国际知名期刊Nature Synthesis发表题为《Two-dimensional mixed tetrahedral-octahedral hybrid perovskites with coexisting ferroelectricity and intralayer antiferromagnetism》的研究论文，王铭、Shurong Yuan、Dequan Jiang论文共同第一作者，胡文平、Kian Ping Loh为论文共同通讯作者。研究通过在铜卤化物HOIPs中引入空间位阻大的有机配体，成功在单晶生长过程中稳定了MTO相，替代了传统的Ruddlesden–Popper相。所合成的MTO钙钛矿具有结构不对称性和多样磁序，其中(4,4-二氟哌啶)₂CuBr₄同时表现出铁电性与层内反铁磁性。通过应变调控，研究者实现了MTO与RP相之间的可逆转变。该工作拓展了二维HOIPs的结构多样性，为探索新型多铁性与磁电现象提供了新框架。

图1.二维MTO钙钛矿的设计策略

图2.二维MTO溴化铜钙钛矿的晶体结构和磁性构型

图3.DFPP₂CuBr₄的铁电性

图4.DFPP₂CuBr₄的层内AFM

图5.应变驱动的RP相和MTO相之间的相变

该项研究成功设计并合成了一系列具有MTO结构的二维铜卤化物HOIPs，其结构通过空间位阻大的有机阳离子稳定，并抑制了竞争相的形成。MTO相具有三种不同的四面体-八面体构型，均表现出结构对称性破缺和可调控的磁交换作用。在DFPP₂CuBr₄中，铁电性与层内反铁磁序共存，且其层内磁耦合在超薄条件下仍保持稳定，优于依赖于层间耦合的RP相材料。研究还展示了应变驱动的MTO–RP相变可逆性，凸显了配体工程在调控铜基无机骨架结构中的潜力，为设计具有新兴功能的磁性材料提供了新路径。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s44160-025-00942-0