磁性和电性是材料的两种基本功能属性。如何将电、磁两性“集成”到同一体系中，并实现磁场与电场对两种属性的调控，是未来多功能电子器件的重要研究方向。
 
  科学院物理研究所龙有文团队，通过研制的独特高压高温实验装置，在上次合成了同时具备大电化和强磁电耦合效应的单相多铁性材料BiMn3Cr4O12。这为开发下一代信息存储器、可调微波信号处理器、超灵敏磁电传感器、磁电换能器等带来了潜在利好。该成果近日发表于材料期刊《材料》，成为当期内封面重点推荐的科学进展。
 
  日常广泛使用的半导体与磁记录/存储器件，通常只能“单独”利用材料的电学或磁学性质。要让材料同时具备磁电两性，理论上可通过合成磁电多铁性材料实现。不过，现有单相多铁性材料，无法兼备大的电化和强磁电耦合效应，从而大大阻碍了其潜在应用。
 
  龙有文介绍，以往此类材料的制备，通常在常压条件下进行。此次，团队突破常规限制，利用自行搭建的独特高压高温实验装置，在高达8万大气压的超常规实验条件下，次成功制备出多铁性材料BiMn3Cr4O12。
 
  在该体系中，三价铋离子的引入，在较高温度下诱导出了具备大电化的铁电相变。随着温度降低，三价铬、锰磁性离子先后形成了长程磁有序结构，分别诱导出一类和第二类多铁相。这两类多铁相的罕见共存，让材料兼具了大电化和强磁电耦合效应。同时，该新材料还可单独调控两个铁电相，实现四重铁电化态的转换，为多态存储提供可能。