物理学などは、大偏向と強磁性結合の両方の第一のを準備した単相マルチ鉄材料

図1.室温でのBiMn ₃Cr ₄O₁₂サイトは、ペロブスカイト型結晶構造（空間群IM-3）、及び（b）はシンクロトロン放射X線回折パターンを命じました。

図2.BiMn ₃Cr ₄O₁₂磁気試験結果（a）とその感受性キュリーの一連 - フィッティングワイスの法則と、（b）誘電率の比熱（C）焦電分極強度;（d）の磁化曲線;（e）の極低温焦電、電極の（f）の低温強度。

図3.BiMn ₃Cr ₄O₁₂異なる温度でのヒステリシスループは、大きな電極分極を示す。

図4.磁場ペアBiMn ₃Cr ₄O₁₂強い磁気結合効果を示す電極の調節。

図5.BiMn ₃Cr ₄O₁₂異なる温度での磁気相図。PM =常磁性、PE =常誘電体、FE =強、MF =マルチ鉄。

マルチ鉄磁性材料は、2つの順序付け共存及び相互結合を使用して、順番に、電極の磁気秩序の両方を有する多機能性材料のクラスを指し、磁界は、電極の調整を達成するか、磁場特性を変更することができる。マルチフェロイック材料システムは材料の重要なスピントロニクスが広く研究されて有望有するように、次世代の情報記憶のための信号処理チューナブルマイクロ波、超高感度磁気センサを期待されている。電極の起源に応じて、とすることができます材料は、材料が、第一のタイプのマルチ鉄材料、強誘電性分極と異なる起源の磁気秩序で鉄ベースのマルチ鉄及び鉄系マルチ秒の第一の複数に分割され、従って、電極の強度がよいですそれは比較的大きくなるが、マルチ鉄材料の第二のタイプの小さな磁気結合電極は、空間反転対称性に起因する特別なスピン構造によって分割され、したがって、これらの材料は、残念ながら、強力な磁気結合を有します、電極は、多くの場合、実際のアプリケーションでは、材料は、大きな電極と強い強度磁気結合効果を有する必要が弱い強度であるが、この互換性の存在は、従来の単相マルチ鉄系材料では困難である。によって緊急かつ挑戦的な科学的問題の両方の優れた性能を持つ単相マルチフェロイック材料を探しています。

最近、凝縮系物理学物理学研究所、中国科学院/北京国立研究所（チップ）の研究者長期ウェンの研究チーム、初めて独自の技術を使用して高温・高圧の準備の研究室極端な物理的条件のEX6チームはA-サイトが発注したペロブスカイトBiMnの構造 ₃Cr ₄O₁₂システムであり、単相材料が大きな電気分極と強力な磁気電気結合効果の両方を有することはまれである。

以前の研究では、A「とBビットのビット遷移金属イオンを収容するため、Aサイトは、式AA'3B4O12のペロブスカイトを注文することを示し、従ってイオンの適切な組み合わせを選択することによって、構造及び材料の磁気特性を調整することができます、このようにしてマルチフェロイックの磁気力を誘発した。この思考の列の指針の下で、研究者は新しいAサイト秩序ペロブスカイト材料BiMn ₃Cr ₄O₁₂感受性、磁化、比熱、誘電率、分極ヒステリシスループ、高分解能電子顕微鏡法、シンクロトロン放射X線回折により高い圧力及び温度と110℃の実験条件8GPaで化合物を得ることと、第1そして吸収スペクトル、および統合された中性子回折構造の特性および物理的試験、および理論によって束縛第一原理計算のシリーズ、研究者は、システムの詳細な研究を行った。温度が低下するように、BiMnに ₃Cr ₄O₁₂かかわらず、磁気秩序の強誘電相転移、さらに低温X線放射光改良結果と理論計算があることを示すように135Kは、原因スピン材料が形成されていない注文したアタッチメントへの相変化の強誘電相転移温度の経験しましたBi ³⁺孤立イオン電子効果は、強誘電相転移の原因である。強誘電相転移温度は、古典的な第二の種類マルチフェロイック大きな偏光強度より（有意なヒステリシスループ、及びリードを観察することができます材料は2桁の大きさです。）温度を125Kに下げると、BiMn ₃Cr ₄O₁₂反強磁性相転移を受けて、中性子回折により反強磁性転移がBサイトCr ³⁺イオン性のG型長距離反強磁性秩序、およびA 'ビットのMn ³⁺イオンは、鉄電極の125K以下、長距離磁気秩序と共存では磁気秩序を形成していないが、電極は、反強磁性次相変化を誘発されていないので、最初のカテゴリへの材料は、電極強度の大きい鉄複数有します相温度が48Kまで低下し続ける場合、「がMn3 +イオン部位はまた、G-長距離反強磁性秩序化を達成し、そしてAれる」サイトとBサイトのがMn3 +のCrイオン ³⁺イオン分極磁気点群の組成と形成におけるスピン秩序構造の結果は、空間反転対称性を破ることができる。したがって、48K別の強誘電相転移誘起反強磁性相転移は強い磁気結合を伴う場合効果は、第二鉄ベースのマルチ相を発現しつつ。材料、その場合、発生し、低温BiMn ₃Cr ₄O₁₂、第一のタイプ及び鉄ベースのマルチ相への鉄の第二の複数を含むの両方を含むように、前の二つの効果を壊す大きな電気分極と、この単相マルチ鉄材で同時に達成強い磁気結合効果、単相材料の比較できないボトルネックは、マルチフェロイック材料の潜在的な使用を推進しています。

研究成果は、先端材料で出版され、カバーの内側に選出された。研究活動は、国内および外国の、理論計算と東南大学教授ドン元帥のコラボレーション、粉末中性子回折とオークリッジ国立研究所、博士との広範な協力してきましたH.曹操、S.カルダーのコラボレーション、放射光X線回折と京都大学教授Y.島川研究グループのコラボレーション、そしてテクノロジーの東京エレクトロン顕微鏡研究所教授M.吾妻研究グループのコラボレーション、物理学のCAS研究所の研究員、日ヤン、准教授チャイ・イーゼン（Chai Yisheng）は、この研究について有用な議論を行った。

研究活動は、科学省、中国の国家自然科学基金、中国科学院によって支えられてきました。