杨玉荣课题组在多铁性材料研究中取得进展

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现代工程与应用科学学院杨玉荣课题组与美国阿肯色大学、复旦大学合作等单位合作，在多铁性材料、电控磁材料研究中取得重要进展，相关成果发表在Physical Review Letters上，标题为Electric-Field Control of Magnetization, Jahn-Teller Distortion, and Orbital Ordering in Ferroelectric Ferromagnets (DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.247701)。

多铁性材料是近年来凝聚态物理、材料物理领域的研究热点，在存储、传感等电、磁领域有巨大应用前景。虽然目前存在不同类型的多铁性材料，即I型多铁（如BiFeO3）、II型多铁（如TbMnO3）、杂化非本征多铁等，但是它们中的大多数都只有很弱的净铁磁，电场控制强铁磁的单相材料从未实现。另外，Jahn-Teller结构畸变是材料中另一有趣的现象，它和轨道序、巨磁阻、超导和强电子关联性质密切相关。通过外电场调控材料的Jahn-Teller效应及其他电子特性是另一具有重要价值的研究内容。

杨玉荣研究团队在PbTiO3/LaTiO3等超晶格实现了电场控制强铁磁性质，同时，利用电场也可控制的Jahn-Teller畸变和轨道序。具体来说，PbTiO3/LaTiO3超晶格不仅仅是具有多铁性，同时具有强电极化和强铁磁，还具有Jahn-Teller效应和轨道序。在电场的作用下，这种强铁磁的方向可以90°翻转，甚至可以180°完全逆转。更为令人惊叹的是，Jahn-Teller畸变和轨道序可以随着电场方向的改变而发生翻转。因此，这些新奇的发现将为调控磁性、磁电耦合和强关联电子特性打开一扇新的大门。因此，当前的研究工作将极大地推动诸多领域(如凝聚物质、材料科学、纳米科学和电磁学)的实质性发展，解决在多铁材料研究领域中的一个突出问题---通过电场控制强磁化。此外，通过调控Jahn-Teller畸变和轨道序来控制电子性质，开辟了电子性质电场控制这一全新领域。

南京大学现代工程与应用科学学院杨玉荣特聘研究员为论文通讯作者，合作单位有University of Arkansas、University of Luxembourg、复旦大学，研究得到了国家自然科学基金委面上、中央高校基本科研业务费专项基金等项目的支持。

杨玉荣，博士，中组部第十四批“国家青年##“。2018年3月加入南京大学现代工程与应用科学学院，担任特聘研究员，负责组建“材料微结构计算与设计” 课题组。课题组主要从事材料计算和材料设计，利用和发展基于第一性原理方法，研究多铁性材料、铁电材料、磁性材料、二维材料等的复杂物性，以及相关材料和器件设计。发表包括Nature commun.、Phys. Rev. Lett.等在内的研究论文50余篇，研究成果被新闻媒体报道10余次，被诺贝尔奖获得者等在内的著名科学家重点引用和评价。应法国物理学会和英国物理学会邀请，在法国Comptes Rendus Physique和英国J. Phys.: Condens. Matter.著名物理学期刊上撰写了长篇综述论文；应美国物理学会邀请，在2017年APS March Meeting上做特邀报告；担任Nature、Phys. Rev. Lett.等国际著名杂志的审稿人。