化学化工学院在国际化学顶刊Angew上发表重要学术成果

本网讯 磁电容作为一种新型器件，在磁场传感、磁存储、磁场控制、电力电子等领域具有广阔的应用前景。分子化合物因可对功能基团进行设计，在材料领域备受青睐，分子基磁电耦合材料尤为突出。近日，我校胡兆波副教授、彭燕副教授、叶恒云教授联合南京大学宋友教授，在材料的电容与其介电常数成正比（C = εA/d，其中C为电容，ε为介电常数）的基础上，利用Jahn-Teller效应使自旋载体同时作为电偶极矩的来源，产生磁介电耦合，进而形成磁电容。该研究以“Room-temperature Magnetocapacitance Spanning 97 K Hysteresis in Molecular Material”为题，发表在《Angewandte Chemie International Edition》（化学领域顶级期刊），我校为论文第一完成单位。

图1 (a)配合物1 (X = Cl)和2 (X = Br)在293 K下的分子结构，(b)晶体堆积图1和2（沿b轴向下看）。[(CH3)3N(CH2)2Cl]+ 离子用红色球形表示。

电容器是储存电量和电能（电势能）的元件，随着技术的发展需求，器件越来越趋向于微型化，电子行业迫切需要开发具有高容量的微型电容器。磁性电容作为一种新型电子元件，在解决该问题起到一定的作用。然而，目前的磁电容器要么通过分别独立的磁体和电容器进行组装，要么通过物理混合制备成复合物，具有本征磁电容性质的材料目前尚未见报道。我校和合作单位科研团队研究获得首例分子基磁电容配合物（图1）。这两个配合物在室温前后首先发生结构相转变，在同样温区两个配合物均表现出非常显著的磁性χMT、介电ε、比热Cp和磁电容MC的变温响应，且配合物1和2在1 kOe场中的MC分别为0.247和1.614（图2），为分子材料中磁电容的研究提供了新思路。

图2 配合物1 (a)和2 (b)在不同场下的Cp曲线，以及配合物1 (c)和2 (d)在不同场下的介电曲线。配合物1 (e)和2 (f)的MC。

我校2022级硕士研究生桂领澳和南京大学博士研究生陈家伟为论文共同第一作者，我校胡兆波副教授、彭燕副教授、南京大学马晶教授和宋友教授为共同通讯作者。据悉，该工作得到了国家自然科学基金、江西省自然科学基金、功能晶态材料化学江西省重点实验室等支持。

（文、图/桂领澳、胡兆波   编辑/杨家兴）