庆祝兰州大学成立115 周年虚拟特刊 | 磁性有机-无机杂化卤化物钙钛矿：基础物理、性质和应用

磁性材料在自旋电子学中具有重要作用。自旋电子学利用电子自旋进行信息处理，有望实现更快速、更高效的器件。磁性有机-无机杂化卤化物钙钛矿是一类新兴的磁性材料。本综述全面系统总结了磁性有机-无机杂化卤化物钙钛矿材料，涵盖其基础物理原理、新颖的性质及其在自旋电子学等新兴领域的应用前景。首先深入探讨磁性有机-无机杂化卤化物钙钛矿的基本物理机制，包括超交换作用和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用等核心概念；重点阐述了引入磁性离子（特别是铜、锰、钴、镍等过渡金属）的多种策略，并分析其结构与性能关系。通过调控有机和无机组分，可实现包括铁磁性和反铁磁性在内的多种磁性，这对自旋电子学与信息存储的潜在应用至关重要。最后，论文展望了未来值得探索的方向：优化合成方法以提升磁性材料的电导率；开发兼具手性与铁磁特性的多功能器件；推动在手性自旋电子学中的应用。

这一成果近期发表在ACS Nano 2025, 19, 22576上（Virtual special issue in Celebration of the 115th Anniversary of Lanzhou University）。文章的第一作者是兰州大学青年研究员孙冰，通讯作者是南开大学材料科学与工程学院龙官奎研究员、兰州大学化学化工学院张浩力教授和兰州大学物理科学与技术学院薛德胜教授。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。

论文信息

Bing Sun, Haolin Lu, Dezheng Yang, Guankui Long,* Hao-Li Zhang,* and Desheng Xue*

Magnetic Organic-Inorganic Hybrid Halide Perovskites: Fundamental Physics, Properties, and Applications

ACS Nano 2025, 19, 22576

作者简介

龙官奎研究员，博士生导师，国家级青年人才项目入选者。2009年本科毕业于兰州大学化学化工学院，保送至南开大学化学学院攻读博士学位（师从陈永胜教授）。随后在天津化学化工协同创新中心（关乃佳/陈永胜教授）、多伦多大学（Edward H. Sargent教授）和南洋理工大学（高炜博/Cesare Soci教授）从事博士后工作，2020年9月加入南开大学独立开展科研工作。近年来以第一作者及通讯作者身份发表论文60余篇，包括Nat. Photon. (1), Nat. Rev. Mater. (1), Nat. Commun. (3), Angew. Chem. Int. Ed. (9), J. Am. Chem. Soc. (2), Matter (2), Adv. Mater. (2), Adv. Funct. Mater. (4), Adv. Energy Mater. (2), Nano Lett. (2)和Laser Photon. Rev. (2)等国际知名期刊。为国内外多个课题组提供了理论计算和机理研究方面的支撑，担任Sci. China Mater.杂志的青年编委和Nano-Micro Lett.杂志编辑部的Assistant Editor。

张浩力教授，1994年于兰州大学化学系有机化学专业获得学士学位。1999年经兰州大学化学系与北京大学化学与分子工程学院联合培养获得理学博士学位。1999年8月至2002年6月，英国利兹大学物理系，分子与纳米尺度物理（MNP）研究组从事博士后研究。主要开展有机-无机纳米杂化材料的合成与应用方面的研究。2002年6月至2004年6月，英国牛津大学材料系随Briggs教授与Bucknall博士开展研究，主要从事新型纳米微米尺度加工技术的开发工作。2004年6月在兰州大学被聘为教授。主要进行新型有机无机复合光电材料和纳米器件的研究工作。包括：1.新型有机半导体材料的合成与在有机电子学方面的应用；2.有机发光材料与有机激光材料；3.分子器件的设计与分子电子学；4.非线性光学材料与超快光谱学。曾荣获亚洲化学会“Asian Rising Stars”、“甘肃青年五四奖章”、“兰州市青年科技奖”、“甘肃省自然科学一等奖”、“中国侨界（创新人才）贡献奖”等奖项。获自然科学基金委杰出青年基金资助，先后入选教育部 “新世纪优秀人才支持计划”，科技部科技创新人才推进计划（中青年科技领军人才），中组部“万人计划”领军人才，甘肃省领军人才（第一层次）等，享受国务院政府特殊津贴。现为中国化学会会士，英国皇家化学会会士（FRSC），J. Mater. Chem. C和Mater. Adv.副主编；Chem. Soc. Rev.、《中国化学快报》、《物理化学》、《科学通报》等学术期刊编委；中国微米纳米技术学会理事，西北四省电镜学会理事长。在J. Am. Chem. Soc.、Nat. Commun.和Angew. Chem. Int. Ed.等学术杂志上发表SCI论文300余篇。

薛德胜教授，兰州大学物理科学与技术学院博士生导师。2001年入选教育部“跨世纪优秀人才培养计划”，2005年成为享受政府特殊津贴者,2009年获国家杰出青年基金,2010年成为甘肃省领军人才第一层次入选者，2012年入选教育部创新团队发展计划。薛德胜，1985、1988和1995分别于兰州大学获得磁学专业，凝聚态物理专业和原子核物理专业理学学士、硕士和博士学位。1997年在兰州大学化学系分析化学专业完成博士后工作。1997、1999、2001、2009年分别赴英国、加拿大、德国和新加坡从事合作研究工作。目前主要从事高频软磁材料、磁电耦合效应和自旋动力学测试方法等方面的研究。主持国家重大研究计划项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金项目、教育部科学技术研究重大项目、教育部高等学校科技创新工程重大项目等。获原国家教委科技进步二等奖1项，省部级科技进步二等奖2项、自然科学三等奖1项；获宝钢优秀教师奖、霍英东教书育人奖和甘肃省园丁奖。累计发表SCI论文410余篇，被引用5000余次，单篇最高他引170余次，H因子36。获发明专利16项。现/曾任兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室主任、国务院学位委员会天文与物理学学科评议组成员、中国核物理学会穆斯堡尔专业委员会秘书长、甘肃省物理学会副理事长。