來自蒙彼利埃大學、阿伯羅大學和科英布拉大學的國際研究團隊已經證明了順磁性晶體管中的磁電耦合。在他們發(fā)表在《科學》雜志上的研究論文中，研究小組描述了鐿分子磁電材料及其可能的用途。深圳大學的葉舟和韓蘇婷也在《科學》雜志上發(fā)表了一篇文章，描述了這項研究的觀點。在過去的二十年里，科學家們一直在努力生產多鐵性材料。

然而，盡管做了很大的努力，研究人員仍然無法制造出這種可以在室溫下使用的材料。此外，在為商業(yè)產品制造具有足夠強耦合的材料方面存在問題。在這項新的研究中，研究人員創(chuàng)造了一種可能具有科學家一直在尋找的特征的材料。鐵電性是某些材料的特性，它具有可以被外電場逆轉的極化。如果對這些材料施加電場，它們的偶極子將會對齊，導致極化。鐵磁性是某些材料對磁化的高度敏感性。

就像在鐵電中，如果施加磁場，材料的電子自旋會對齊，產生磁性。在這項新的研究中，研究人員創(chuàng)造了一種材料，當在室溫下暴露于磁場而不是電時，其電特性會發(fā)生變化。這種新材料還通過操縱外加電場和磁場實現了六種極化狀態(tài)。研究人員通過設計手性鑭系元素配合物創(chuàng)造了這種材料，其中Yb3+離子在鐵電手性抗磁性鋅中心附近具有強磁矩。結果是一種基于鐿分子的磁電材料，是一種磁電耦合度高的分子。

R，R-1和S，S-2的晶體結構(如上圖):(a)雙核Zn2+-Yb3+配合物R，R-1和S，S-2的分子結構和對映體關系；橙色，yb3+；淺藍色，Zn2+；藍色，n；紅色，o；灰色，c；為了清楚起見，省略了氫原子；(B)R，R-1沿A軸堆疊，強調兩個同手性配合物；單晶平面分布和晶體(01' 1 ')平面切片視圖。

在DC磁場的作用下，利用壓電響應力顯微鏡對材料進行了測量，確定了材料的特性。這種材料的性質表明它可能與無機磁電材料競爭，研究人員認為它可以為新型高密度存儲器件的設計提供新的平臺。磁電(ME)材料結合了磁極化率和電極化率，具有觸發(fā)一種特性和另一種特性的可能性。它為開發(fā)高密度數據存儲和自旋電子器件或低功耗器件提供了基礎。這種應用要求本構性質之間有很強的相互作用，這在室溫下的經典無機磁電材料中很少遇到。

新的研究為具有磁致伸縮的順磁性鑭系元素配合物中的強磁電耦合提供了證據。這種分子材料的性質表明它可能與無機磁電材料競爭。磁電材料在電場或磁場的作用下會發(fā)生極化，因此對于數據存儲應用非常有吸引力。本研究發(fā)現了一種具有高磁電耦合性的鐿分子磁電材料。施加的磁場使材料產生應變，從而改變其電特性。所需磁場遠低于其他磁電材料，研究凸顯了分子材料在器件中的應用潛力。

博科園｜Copyright Science X Network/Bob Yirka/Phys參考期刊《科學》DOI: 10.1126/science.aaz2795博科園｜科學、科技、科研、科普關注【博科園】看更多大美宇宙科學