利用外部激励调节材料性能是开发多功能智能材料的关键。在单相材料中，序参量之间的强耦合是实现材料性能精确控制的有力基础。然而，在大多数单一材料中，交叉耦合一般较弱。

近期，新葡萄官网和建刚教授团队通过开展第一性原理研究，证明了层状混个阴离子化合物MoBr2O3的极性可翻转，且其极性畸变与电子结构及光学性质间存在超强的耦合作用。 研究指出通过施加外部电场/加热以及强光照明，能在该材料中实现可调的自旋分裂、电致变色、热致变色、光致变色和非线性光学。此外，该材料还表现出强的光致伸缩效应。 该工作不仅研究了在单一材料内实现多阶参数耦合的可行性，还为基于性能控制的综合应用铺平了道路，如能量采集、信息处理和超快控制等。研究成果以论文形式 “Ultrastrong Coupling between Polar Distortion and Optical Properties in Ferroelectric MoBr2O2”， 发表在国际顶级化学期刊《Journal of the American Chemical Society》上。硕士生李昭君为论文第一作者，和建刚教授及新葡萄官网青年教师杨亚利为论文共同通讯作者。

图1. MoBr2O2不同温度下晶体结构、相变及声子色散示意图。

图2. MoBr2O2体系铁电及顺电结构的光吸收和双折射特性。

图3. 不同光生载流子浓度下MoBr2O2体系带隙、极性畸变、非线性光学系数及晶格变化。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c03296