有机-无机二维混合钙钛矿半导体（HOIP）材料具有显著的自旋分裂现象，这种自旋分裂现象来自于较强的自旋-轨道耦合和对称性反转破缺导致，并且为自旋电子学的自旋调控提供机会。但是，对于中心对称的无机钙钛矿（尤其是铅基碘化物）具有显著导带/能带裂分的HOIP材料比较罕见，而且能够调控HOIP材料对称性的方法比较罕见。

有鉴于此，杜克大学David B. Mitzi等报道发现(S-2-MeBA)₂PbI₄ (S-2-MeBA= (S)-(−)-2-甲基丁基铵)的钙钛矿无机层产生温度导致结构转变（~180 K）的现象，并且因此能够调节HOIP的结构和电子性质。

本文要点：

（1）

冷却速是决定结构是否能够转变的决定性因素，其中较为缓慢的冷却速率能够促进结构转变，但是快速冷却无法导致结构转变。

通过超快量热法（Ultrafast calorimetry）表征，作者发现在结构转变温度具有长达分钟量级的结构弛豫时间，但是当通过冷却淬灭方式冷却至更低的温度导致结构锁定在室温的亚稳态结构，因此这种现象能够实现动力学控制结构转变过程中的结构维持在具有不同程度结构畸变无机层的特定结构。

通过DFT计算进一步验证，(S-2-MeBA)₂PbI₄的低温结构比室温结构表现更加明显的自旋分裂。

（2）

这项工作展示了通过动力学控制晶体结构在不同结构之间转变的方法，以及通过热循环方式调节HOIP的自旋分裂情况用于自旋电子学的有关应用，而且说明这种“缓慢的”晶相转变方法能够实现材料的物理学现象转变和控制，尤其是能够通过结构畸变和控制晶格对称性调节物理学性质。

参考文献

Yi Xie, Ruyi Song, Akash Singh, Manoj K. Jana, Volker Blum, and David B. Mitzi*, Kinetically Controlled Structural Transitions in Layered Halide-Based Perovskites: An Approach to Modulate Spin Splitting, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c05574

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c05574