作者:董帅等 来源:《国家科学评论》 发布时间:2019/4/12 17:04:59
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综述:固体中的磁电联姻

 

从微观本质上看,材料的磁性来源于自旋,破坏时间反演对称性;铁电性来源于电偶极矩,破坏空间反演对称。传统物理学中,时间和空间似乎一直是两个独立的维度,磁性与铁电性之间也通常并无瓜葛,甚至有些互斥:一种材料或者具有磁性,或者具有铁电性,但很难同时具有这两种自发铁性序(磁序与铁电序)。

然而,在过往的半个多世纪中,研究者们一直抱持着“Impossible is nothing”的探索态度,在这一领域孜孜不倦地耕耘着,希望找到同时具有两种或两种以上自发铁性序的“多铁性材料”。这是因为,一旦制造出同时具有磁序与铁电序的材料,就有可能实现磁电交叉控制:用电场调控材料的磁性,或者相反。磁电交叉控制对于应用而言,无疑是一张诱惑力很大的一张大饼。经过数十年的努力,多铁性材料研究领域日渐繁荣,材料也发现了不少。同时,研究者也渐渐地理解了其中最有意思的物理问题:磁性与铁电性是如何耦合的?

《国家科学评论》(National Science Review, NSR)在线发表了由东南大学董帅教授、复旦大学向红军教授、美国田纳西大学与橡树岭国家实验室Elbio Dagotto教授共同撰写的综述文章“Magnetoelectricity in multiferroics: a theoretical perspective”。文章系统介绍了多铁性材料中磁与电相互耦合的多种微观机理,并展望了该领域的未来发展方向。作者将纷繁复杂的现象归纳为三类:自旋与轨道耦合、自旋与晶格耦合、自旋与电荷耦合,并将电子几个自由度串起来描述固体中磁电的双面人生。(来源:科学网)

相关论文信息:https://doi.org/10.1093/nsr/nwz023

 
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