实现多铁材料的电参量和磁参量的同时有序性是凝聚态物理和材料科学的一个研究热点。磁电多铁材料在磁电传感、存储、自旋电子学器件等领域展现出广泛的应用前景，然而具有这类性质的材料目前较少。尽管目前一些多铁新材料以及新的铁电耦合机制的提出，例如单相多铁性材料仍然受到反铁磁性以及弱的多铁有序性所限制，并且序参量（order parameters）之间弱的耦合作用，这些目前已报道的性质只能在远低于室温条件下实现，因此阻碍了器件的应用。 

　　日前，康奈尔大学Darrell G. schlom研究团队报道了一种构建室温条件下铁电和磁性耦合的单相多铁材料的新方法，相关成果发表在9月22日的《自然》杂志上（Atomically engineered ferroic layers yield a room- temperature magnetoelectric multiferroic, Nature, 2016, DOI: 10.1038/nature19343）。同期的“News and Views”栏目对此研究进行了评述（Condensed-matter physics: Multitasking materials from atomic templates, Nature, DOI: 10.1038/537499a）。 

        作者采用LuFe₂O₄作为表面矩阵，在合成过程中引入特殊的FeO单层材料，这样实现了(LuFeO₃)m/(LuFe₂O₄)₁超晶格的构建。由于相邻的LuFeO₃表面严重的褶皱效应可以使得具有铁磁性的LuFe₂O₄产生同步的铁电性质，同时可以降低其电子自旋的无序性和不稳定性，这样大幅度得提高了磁性相变温度（从240 k(LuFe₂O₄)提高到了281 k((LuFeO₃)_m/(LuFe₂O₄)₁)）。此外，铁电序参量和铁磁序参量相互耦合，可以实现在200 k温度条件下电场对于磁性的调控。该研究表明了该合成方案的设计可以很好地制备出具有较高温度条件下的磁电耦合的多铁材料，并且很好地利用了该类材料的几何不稳定性、晶格的变形以及外延生长技术，成功设计出理想的磁电耦合材料。 

图来源：Nature, DOI: 10.1038/537499a