《天然·通讯》用PEGDA水凝胶研讨量子开关分子磁电

【择要】

质子传导和多铁性的融合为实现强磁电耦合和磁离子提供了一个惹人注目标时机，为实现分子磁电提供了一个多功效平台。近来，纽约州立大学Shenqiang Ren传授团队形貌了呆板进修与增材制造相联合，以加快氢键多铁性大分子的设计谋略，陪同着磁性的强质子依靠性。

质子转换磁电产生在三维分子异质固体中。它由一个分子磁体网络作为质子储存器构成，以调治铁电极化，而分子铁电体则为质子转移充电以可逆地利用磁性。磁电耦合在铁电相变时诱导可逆的 29% 磁化操纵，具有 160 K（192 K 至 352 K）的宽热滞宽度，而室温可逆磁调制在 1 kV 的低电场刺激下实现厘米-1。静电质子转移的发觉为分级分子多铁性中质子介导的磁化操纵提供了途径。相干论文以题为Proton switching molecular magnetoelectricity颁发在《Nature Communications》上。

【主图导读】

图 1：质子介导的多铁性分子异质固体。

图 2：PEGDA水凝胶用于制备分子异质固体的呆板进修设计效果和固溶要领。

图 3：多铁性分子异质固体的 3D 打印和结晶。

图 4：质子介导的 ME 耦合。

【总结】

该研究展现了室温分子异质多铁性固体中的质子转换 ME 耦合，该固体由化学上差别的高 Tc 分子铁电和磁性部门构成。分子 VH 磁体表现出奇特的晶格布局，如空地网络，使其对外部刺激和物种非常敏感。可以动态联合到 VH 中的质子和离子可以或许实现其磁性切换。对付分子铁电 IM，其在水中的溶解性和生长的铁电性使其可以与溶液中的分子磁体组装，这对付质子介导的多铁性的进展至关紧张。多铁性异质固体是通过增材制造实现的基于溶液的限定网络得到的。通过质子介导的 ME 耦合的演示，团队进一步证明白分子异质固体中电场操纵的磁性。这些发觉可认为智能分子异质质料和刺激依靠性分子固体的设计开发门路，如分子磁离子、质子可调导电磁铁和电压可切换分子自旋电子学等。

参考文献：

doi.org/10.1038/s41467-021-24941-9

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