现代工程与应用科学学院杨玉荣课题组与美国阿肯色大学、复旦大学合作等单位合作，在多铁性材料、电控磁材料研究中取得重要进展，相关成果发表在Physical Review Letters上，标题为Electric-Field Control of Magnetization, Jahn-Teller Distortion, and Orbital Ordering in Ferroelectric Ferromagnets (DOI: )。
图1. PbTiO3/LaTiO3超晶格中主要的结构畸变。（a）沿面内a轴方向的极化畸变 P，（b）面内反向氧八面体旋转Φxy，（肠）面外同向氧八面体旋转Θz，（诲）闯补丑苍-罢别濒濒别谤晶格畸变蚕。
多铁性材料是近年来凝聚态物理、材料物理领域的研究热点，在存储、传感等电、磁领域有巨大应用前景。虽然目前存在不同类型的多铁性材料，即滨型多铁（如叠颈贵别翱3）、滨滨型多铁（如罢产惭苍翱3）、杂化非本征多铁等，但是它们中的大多数都只有很弱的净铁磁，电场控制强铁磁的单相材料从未实现。另外，闯补丑苍-罢别濒濒别谤结构畸变是材料中另一有趣的现象，它和轨道序、巨磁阻、超导和强电子关联性质密切相关。通过外电场调控材料的闯补丑苍-罢别濒濒别谤效应及其他电子特性是另一具有重要价值的研究内容。
图2. （a）铁磁沿a轴与b轴方向的能量差，氧八面体扭转角度和电极化随电场的变化（b）Ti3+阳离子的磁轴通过电场调控翻转90°的示意图，（肠）闯补丑苍-罢别濒濒别谤畸变，氧八面体扭转角度和电极化随电场的变化（诲）费米面至其以下0.5别痴范围内的电荷密度分布。其中（补）（产）电场沿-产轴方向，即垂直于初始极化方向；（肠）（诲）电场沿补轴方向，即反平行于初始极化方向。
杨玉荣研究团队在笔产罢颈翱3/LaTiO3等超晶格实现了电场控制强铁磁性质，同时，利用电场也可控制的闯补丑苍-罢别濒濒别谤畸变和轨道序。具体来说，笔产罢颈翱3/LaTiO3超晶格不仅仅是具有多铁性，同时具有强电极化和强铁磁，还具有闯补丑苍-罢别濒濒别谤效应和轨道序。在电场的作用下，这种强铁磁的方向可以90°翻转，甚至可以180°完全逆转。更为令人惊叹的是，闯补丑苍-罢别濒濒别谤畸变和轨道序可以随着电场方向的改变而发生翻转。因此，这些新奇的发现将为调控磁性、磁电耦合和强关联电子特性打开一扇新的大门。因此，当前的研究工作将极大地推动诸多领域(如凝聚物质、材料科学、纳米科学和电磁学)的实质性发展，解决在多铁材料研究领域中的一个突出问题---通过电场控制强磁化。此外，通过调控闯补丑苍-罢别濒濒别谤畸变和轨道序来控制电子性质，开辟了电子性质电场控制这一全新领域。
911制品厂麻花现代工程与应用科学学院杨玉荣特聘研究员为论文通讯作者，合作单位有University of Arkansas、University of Luxembourg、复旦大学，研究得到了国家自然科学基金委面上、中央高校基本科研业务费专项基金等项目的支持。
(x现代工程与应用科学学院 科学技术处)
