多鐵性材料同時具有鐵電、(反)鐵磁等多種鐵性有序，由于其獨特的磁電耦合效應，在新型磁電傳感、高性能信息存儲等領域有廣泛的應用前景。利用多重序量子材料中各種序的共存、競爭和耦合作用，對材料的電磁學行為進行量子調控是一種不同于傳統半導體微電子學的全新方案，是后摩爾時代新型電子技術的發展方向之一。近日，中國科大李曉光教授研究組成員董思寧博士后研究員、殷月偉助理研究員在相關領域取得了重要進展。
在多鐵性新材料探索方面，董思寧博士與中國科學院物理所李建奇研究員研究組合作，設計并合成出一種具有室溫多鐵性的
單晶納米帶新材料，該材料同構于高溫超導體材料
，具有不同于過去已知多鐵性材料的結構特點。該晶體在c軸方向上由結構上類似鐵酸鉍的鈣鈦礦層和絕緣性好的鹽巖層交替排列而成，所以具有天然的磁電-介電超晶格結構，并在室溫下表現出顯著的磁電耦合效應。這種新型結構的多鐵性納米材料可能有助于構建微型磁電器件。
在多鐵性原型器件研發方面，殷月偉博士取得了突破性進展。與美國賓州州立大學的李奇教授研究組、納布拉斯卡大學的E. Y. Tsymbal教授研究組等合作，設計并制備了基于多鐵性界面磁電耦合的
隧道結，通過改變BaTiO3勢壘層的鐵電極化方向，可以調控處于鐵磁金屬-反鐵磁絕緣相界處的La0.5Ca0.5MnO3的空穴濃度，使其發生金屬-絕緣體轉變，從而顯著調控鐵電隧道結的隧穿參數，使得隧穿磁電阻效應提高近兩個數量級。同時，該器件由于鐵磁、鐵電的共存而表現出四重阻態特征，能夠極大地提高非易失的存儲密度。此工作可能有助于非硅基電子器件性能的增強和改善。
