東南大學化學化工學院熊仁根教授團隊首次提出并利用全氟取代策略成功設計合成了二維雜化鈣鈦礦鐵電體(全氟芐胺)2PbBr4。相關成果以“Two-Dimensional Hybrid Perovskite Ferroelectric Induced by Perfluorinated Substitution”為題在線發表在化學領域國際頂級期刊Journal of the American Chemical Society（《美國化學會會志》）上。東南大學為唯一通訊單位和完成單位，化學化工學院博士生張含悅為論文第一作者。這是在“東南大學十大科學與技術問題”啟動培育基金的持續資助下，以及東南大學化學化工學院江蘇省“分子鐵電科學與應用”重點實驗室研究團隊所建立的“鐵電化學”學科基礎上，熊仁根教授團隊取得的又一重大階段性進展。 此前，團隊通過單氟取代和雙氟取代策略成功設計了多種性能優異的分子鐵電體，并伴有許多有趣的物理現象如渦旋疇、窄帶隙、熱致變色、鐵電光伏效應等。然而，對于具有苯環的剛性結構而言，此前的氟取代策略并不令人滿意。在先前報道中，以(芐胺)2PbCl4為母體在苯環上不同位置實施單氟取代策略得到的結果中，只有(2-氟芐胺)2PbCl4具有鐵電性，而(3-氟芐胺)2PbCl4和(4-氟芐胺)2PbCl4則不是鐵電體(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 18334-18340)。在苯環上，單氟取代作用具有位置選擇的局限性，即在正確的結構位置有選擇地引入氟離子才有可能誘導鐵電性，這存在著極大的隨機性和偶然性。在此工作中，鐵電體(2-氟芐胺)2PbBr4以及非鐵電體(3-氟芐胺)2PbBr4(中心對稱結構)和(4-氟芐胺)2PbBr4(中心對稱結構)再次驗證了單氟取代策略在剛性芳環結構上的局限性和不確定性。探究有效通用的方法實現分子鐵電體的精確設計仍然是一個巨大的挑戰。