利用铁磁半导体材料，能够同时实现对载流子电荷和自旋的调控，是实现自旋场效应晶体管和量子计算等应用的材料基础。二维有机-无机杂化钙钛矿因其具有组分多样性和结构可调性，逐渐成为钙钛矿材料领域的研究热点。通过对有机组分和无机组分的优化，可以设计具备新颖功能的二维钙钛矿。同时，二维钙钛矿中无机层与有机层交替组装形成的天然量子阱结构，赋予其丰富的光学、电学、磁学性质。

最近，兰州大学功能有机分子化学国家重点实验室张浩力教授课题组与兰州大学物理科学与技术学院杨德政教授课题组合作，首次报道了新型杂化钙钛矿：(2ampy)CuCl₄、(3ampy)CuCl₄、和(4ampy)CuCl₄。变温电导率的测试表明，材料的电导率随温度的增大而增大，属于半导体材料。此外，这三种材料具备铁磁性。其中(4ampy)CuCl4的饱和磁化强度达到18.56 emu/g，这是已报道的有机/无机杂化本征铁磁半导体中的最高值之一。

这个工作为设计新型本征铁磁半导体提供了新思路。

图1. 单晶结构示意图。a. (2ampy)CuCl₄ b. (3ampy)CuCl₄ c. (4ampy)CuCl₄

这一成果近期发表在Adv. Mater.上。第一作者为孙冰博士后，上述研究得到了国家重点研发计划及国家自然科学基金的资助。Intrinsic Ferromagnetic Semiconductors with High Saturation Magnetization from Hybrid Perovskites. Bing Sun, Ze Yan, Yang Cao, Shuaishuai Ding, Rongjin Li, Bo Ma, Xiang-Yang Li, Huan Yang, Wei Yin, Yamin Zhang, Qiang Wang, Xiangfeng Shao, Dezheng Yang*, Desheng Xue, Hao-Li Zhang*. Adv. Mater. 2023, 35, 2303945. 文章链接为：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303945