顺磁性材料研究了20年，终于证明：顺磁铁电晶体中的磁电耦合！

来自蒙彼利埃大学、阿伯罗大学和科英布拉大学的国际研究团队已经证明了顺磁性晶体管中的磁电耦合。在他们发表在《科学》杂志上的研究论文中，研究小组描述了镱分子磁电材料及其可能的用途。深圳大学的叶舟和韩苏婷也在《科学》杂志上发表了一篇文章，描述了这项研究的观点。在过去的二十年里，科学家们一直在努力生产多铁性材料。

然而，尽管做了很大的努力，研究人员仍然无法制造出这种可以在室温下使用的材料。此外，在为商业产品制造具有足够强耦合的材料方面存在问题。在这项新的研究中，研究人员创造了一种可能具有科学家一直在寻找的特征的材料。铁电性是某些材料的特性，它具有可以被外电场逆转的极化。如果对这些材料施加电场，它们的偶极子将会对齐，导致极化。铁磁性是某些材料对磁化的高度敏感性。

就像在铁电中，如果施加磁场，材料的电子自旋会对齐，产生磁性。在这项新的研究中，研究人员创造了一种材料，当在室温下暴露于磁场而不是电时，其电特性会发生变化。这种新材料还通过操纵外加电场和磁场实现了六种极化状态。研究人员通过设计手性镧系元素配合物创造了这种材料，其中Yb3+离子在铁电手性抗磁性锌中心附近具有强磁矩。结果是一种基于镱分子的磁电材料，是一种磁电耦合度高的分子。

R，R-1和S，S-2的晶体结构(如上图):(a)双核Zn2+-Yb3+配合物R，R-1和S，S-2的分子结构和对映体关系；橙色，yb3+；浅蓝色，Zn2+；蓝色，n；红色，o；灰色，c；为了清楚起见，省略了氢原子；(B)R，R-1沿A轴堆叠，强调两个同手性配合物；单晶平面分布和晶体(01' 1 ')平面切片视图。

在DC磁场的作用下，利用压电响应力显微镜对材料进行了测量，确定了材料的特性。这种材料的性质表明它可能与无机磁电材料竞争，研究人员认为它可以为新型高密度存储器件的设计提供新的平台。磁电(ME)材料结合了磁极化率和电极化率，具有触发一种特性和另一种特性的可能性。它为开发高密度数据存储和自旋电子器件或低功耗器件提供了基础。这种应用要求本构性质之间有很强的相互作用，这在室温下的经典无机磁电材料中很少遇到。

新的研究为具有磁致伸缩的顺磁性镧系元素配合物中的强磁电耦合提供了证据。这种分子材料的性质表明它可能与无机磁电材料竞争。磁电材料在电场或磁场的作用下会发生极化，因此对于数据存储应用非常有吸引力。本研究发现了一种具有高磁电耦合性的镱分子磁电材料。施加的磁场使材料产生应变，从而改变其电特性。所需磁场远低于其他磁电材料，研究凸显了分子材料在器件中的应用潜力。