磁性和電性是材料的兩種基本功能屬性。如何將電、磁兩性“集成”到同一體系中，并實現磁場與電場對兩種屬性的調控，是未來多功能電子器件的重要研究方向。
 
  科學院物理研究所龍有文團隊，通過研制的獨特高壓高溫實驗裝置，在上次合成了同時具備大電化和強磁電耦合效應的單相多鐵性材料BiMn3Cr4O12。這為開發下一代信息存儲器、可調微波信號處理器、超靈敏磁電傳感器、磁電換能器等帶來了潛在利好。該成果近日發表于材料期刊《材料》，成為當期內封面重點推薦的科學進展。
 
  日常廣泛使用的半導體與磁記錄/存儲器件，通常只能“單獨”利用材料的電學或磁學性質。要讓材料同時具備磁電兩性，理論上可通過合成磁電多鐵性材料實現。不過，現有單相多鐵性材料，無法兼備大的電化和強磁電耦合效應，從而大大阻礙了其潛在應用。
 
  龍有文介紹，以往此類材料的制備，通常在常壓條件下進行。此次，團隊突破常規限制，利用自行搭建的獨特高壓高溫實驗裝置，在高達8萬大氣壓的超常規實驗條件下，次成功制備出多鐵性材料BiMn3Cr4O12。
 
  在該體系中，三價鉍離子的引入，在較高溫度下誘導出了具備大電化的鐵電相變。隨著溫度降低，三價鉻、錳磁性離子先后形成了長程磁有序結構，分別誘導出一類和第二類多鐵相。這兩類多鐵相的罕見共存，讓材料兼具了大電化和強磁電耦合效應。同時，該新材料還可單獨調控兩個鐵電相，實現四重鐵電化態的轉換，為多態存儲提供可能。