自旋过滤效应在自旋电子器件（如自旋阀和磁性隧道结）中起关键作用。手性诱导的自旋选择（CISS）效应是指通过手性结构而非磁性来形成自旋过滤能力，对特定自旋的载流子进行选择性透过或阻挡，从而产生自旋极化电流。CISS为有机/杂化体系应用于自旋电子学开拓了方向。CISS在手性二维碘化物的有机/无机杂化钙钛矿（HOIP）中已经有广泛研究，在此基础上，清华大学宋成教授和北京科技大学杨洲教授团队合成了具有一维共面的PbBr6八面体链特征结构的PbBr-MBA（MBA ：甲基苄基铵）的杂化钙钛矿，(R/S-MBA)PbBr₃，其具有高的环境稳定性和优异的自旋传输特性（90%），从而解决了铅碘体系的稳定性问题（Ying Lu and Qiang Wang, et al. Adv. Funct. Mater. DOI: 10.1002/adfm.202104605）。虽然铅系手性杂化钙钛矿具有较高的自旋选择性，但由于Pb对环境和生物体的毒性，探索具有强空气稳定性且无铅的环境友好型有机-无机杂化材料在实际应用中仍然非常重要。

清华大学宋成教授和北京科技大学杨洲教授团队合作合成了非中心对称的手性杂化铜卤化物(R/S-MBA)₂CuX₄（X = Cl，Br），并通过旋涂法在玻璃衬底上制备了沿c轴取向的强织构薄膜，其特征在于分立的0D CuX₄ 扭曲四面体和层状晶体结构。两种铜卤化物都具有典型的手性光学活性和孤立[CuX₄]²⁻配离子所导致的顺磁性。

磁性导电原子力显微镜 (mc-AFM) 测试表明两种手性杂化体薄膜均具有显著的自旋选择的电荷传输性能。在合适电压下，两种卤化物的自旋过滤效率均可达90%以上，达到了经典铅系手性钙钛矿的最佳水平。这项工作结合了Cu²⁺ 的低毒性和卤化物离子（Cl⁻和Br⁻) 的抗氧化特性，将自旋输运扩展到无铅环保且高稳定性的手性金属有机卤化物中，为基于过渡金属的有机杂化体系在手性光电子学和自旋电子学中的实际应用提供重要支撑。

论文信息：

Highly-Efficient Spin-Filtering Transport in Chiral Hybrid Copper Halides

Ying Lu, Qian Wang, Ruilin He, Foxin Zhou, Xia Yang, Dong Wang, Hui Cao, Wanli He, Feng Pan, Zhou Yang*, and Cheng Song*

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202109595