本网讯（国际有序物质科学研究院）近日，南昌大学国际有序物质科学研究院陈欢欢副研究员等应邀在Nature Synthesis发表题为“Mixed-polyhedral phase of two-dimensional hybrid perovskites”的News&Views文章，评述了一项通过二次托氟效应在二维混合四面体–八面体杂化钙钛矿中实现了铁电性与层内反铁磁性共存的研究工作。

图1. 二次H/F取代实现了(4,4-difluoropiperidinium)2CuBr4的铁电性

一次托氟效应（H/F取代策略）是铁电化学中的重要设计理念之一，与H/D同位素效应类似，但具有更广泛的适用性。由于F原子的泡利半径与H原子相近，用F原子取代H原子通常不会显著改变晶体的堆积方式，因此晶体的点群往往能够得以保持不变，类似H/D同位素取代效应。如图1所示，对非铁电母体化合物(piperidinium)2CuBr4中piperidinium有机阳离子4号上的H进行一次H/F取代后，类似于H/D同位素效应，所得化合物(4-fluoropiperidinium)2CuBr4晶体点群保持不变（2/m）。值得注意的是，piperidinium有机阳离子4号上还有一个H原子，进行二次H/F取代时，则可以在分子水平进一步改变晶体对称性及分子间相互作用，从而实现铁电性的定向设计。如图1所示，通过二次H/F取代得到的二维混合四面体–八面体杂化钙钛矿(4,4-difluoropiperidinium)2CuBr4，其分子对称性有所提高，但多F取代引入的分子间相互作用改变了晶体堆积方式，使其在室温下结晶于非中心对称的极性点群mm2。4,4-difluoropiperidinium有机阳离子在晶体中取向有序排列，产生宏观铁电极化，从而在该二维杂化钙钛矿中成功实现铁电性。

综上所述，一次托氟效应类似于同位素效应，而二次托氟效应则能够改变晶体对称性，有效诱导非中心对称结构的形成。新加坡国家科学院院士Kian Ping Loh和中国科学院院士胡文平团队应用该理念设计合成了二维混合四面体–八面体杂化钙钛矿铁电体，发表于Nature Synthesis。这表明多氟取代效应在分子铁电体的精准设计中具有显著作用，将在更多分子铁电材料体系中得到更广泛应用。

News&Views文章链接：https://doi.org/10.1038/s44160-026-01034-3  

原文链接：https://doi.org/10.1038/s44160-025-00942-0

审校：许航、涂金凤、王葳