近日，物理学院大三本科生高柏植以第一作者身份在美国物理学会期刊Physical Review Materials上发表题为Room-temperature ferrimagnetic multiferroic BiFe0.5Co0.5O3 thin films with giant piezoelectric response的论文。
多铁性材料指一个材料中同时中包含两种及两种以上铁性(如铁磁性、铁电性),并且铁性之间存在耦合。因其独特物理性质，在信息存储、信号探测与转换等方面具有广泛的应用前景。单相强磁电耦合的多铁性材料极其少见，目前在实验上实现强电磁调控的体系主要为复合异质结结构，通过界面耦合实现电磁之间的相互调控。在此工作中，高柏植等人成功制备了双钙钛矿结构BiFe0.5Co0.5O3外延薄膜。因为Fe、Co离子具有不同磁矩，该薄膜具有亚铁磁性。对薄膜样品施加外电场调控，观测到了巨大的压电响应。理论计算表明可能是电场调控了Co的自旋态，从而显著地压缩了晶格；并且引起了薄膜磁化强度显著变化，实现了可测量的强磁电耦合效应。本工作在理论和实验上，首次提出并实现了磁电调控的新机制，即通过外电场诱导离子自旋态转变，实现对磁性的调控，并且具有较高的应用价值。
本工作获得审稿人的高度评价,“I believe that this work stimulates the readers who work in multiferroics materials, and thus this paper deserves for publication in important journals”。
本工作指导教师为徐庆宇教授。董帅教授与南京大学杜军教授课题组为本工作提供了部分理论与实验测量支持。东南大学物理学院为第一完成单位。这是我院本科生以第一作者在Physical Review系列上发表的第二篇文章，这也是高柏植本科期间发表的第二篇第一作SCI论文。文章DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.2.084401
本工作受国家自然科学基金、国家大学生创新创业训练计划等项目支持。