近日，我院董帅教授在国际物理类知名学术期刊Physical Review Letters上发表研究论文，首次在铁基超导材料家族中预言了一种新型的多铁性材料。
多铁性是指一个材料同时具有磁性与铁电性。多铁性在信息存储和处理，能量转化等方面大有用武之地。2007年底美国《科学》杂志展望未来几年研究看点，多铁性位列十大看点之一。
超导性是指一个材料电阻彻底消失，一百多年来，超导体一直是物理学家最关注的问题之一。尤其是2008年铁基超导家族的横空出世，再次掀起了全球性的超导材料研究热潮。
虽然超导材料和多铁性材料是凝聚态物理与功能材料领域的两个热门话题，但在过去的研究，这两个家族体系鲜有交叉，基本上是各行其道，似乎两者之间有着本质的不同或者矛盾。
董帅教授发现在铁基超导家族中，有一种材料，BaFe2Se3，具有特殊的晶格结构和磁性。通过直观的对称性分析和简单的第一性原理计算，可以证明其具有亚铁电性，因此其具有多铁性。
并且其多铁性能非常突出，拥有较高的工作温度，和较大的铁电极化。
该工作不但寻找到一种性能优越的新型多铁材料，而且还将铁基超导家族与多铁材料家族联系起来，揭示了其看似不同的表面现象背后相通的物理机制，这可能会有助于启发下一步研究来弄清楚高温超导和高温多铁性的共同物理。
本文合作者包括南京大学刘俊明教授，美国田纳西大学/橡树岭国家实验室Elbio Dagotto教授。
本工作受国家自然科学基金、国家重大科学研究计划、美国能源部项目支持。
论文: BaFe2Se3: A high TC magnetic multiferroic with large ferrielectric polarization