手性有机金属纳米片具有室温多铁性和拓扑特征

最近，一个研究小组发现了一种设计一类具有室温多铁性和拓扑节点的均手性有机金属纳米片的方法。他们的研究发表在《纳米快报》上

值得注意的是，具有室温磁序的二维（2D）均手性多铁性和磁性拓扑材料尚未被报道。将手性与多铁性或拓扑性质耦合也是一个有趣但具有挑战性的目标

在这项研究中，研究人员预测了一类新的手性有机金属纳米片，其中4-（3-羟基吡啶-4-基）吡啶-3-醇（HPP）用作有机连接体，过渡金属（TM=Cr、Mo和W）用作节点。这些TM（HPP）2材料表现出室温多铁性和拓扑性质。同手性源于HPP有机连接体的手性性质。手性的结构变化导致Weyl声子拓扑相变

室温磁性归因于TM阳离子和HPP双峰阴离子之间强烈的d-p直接自旋耦合，而铁电性则是由于空间反转对称性的破坏。铁电性和手性之间的耦合能够通过施加电场有效地控制光吸收和声子拓扑。值得注意的是，这些材料在拓扑上并不平凡，其特征是费米能级周围有一个二次节点

这项研究取得了两项重大进展。首先，它将多铁性和磁性拓扑材料的居里温度提高到室温，使这些材料适合在环境条件下使用。其次，它将手性整合到多铁性和磁性拓扑材料中，增强了它们的多功能性，并引入了新的物理现象。这项工作有望在手性、磁性、铁电性、多铁性、拓扑材料和多功能材料等领域吸引广泛的读者

该团队由中国科学院合肥物理科学研究所固体物理研究所副教授李向阳、王显龙教授和中国科技大学李兴兴教授领导 More information: Jing Zhao et al, Designing Chiral Organometallic Nanosheets with Room-Temperature Multiferroicity and Topological Nodes, Nano Letters (2025). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c05408

Journal information: Nano Letters