线性磁电效应是指磁场（H）感生电极化（P）或电场（E）感生磁化的现象，感生的电极化与磁化强度可用公式P = αH 或M = αE来标明，其间α界说为线性磁电系数。因为磁场可调控电极化以及电场可调控磁性质，线性磁电效应资料作为一种重要的磁电耦合多功能资料获得了广泛研讨。
在实践使用中，人们希望资料在较为广大的温度或磁场范围内具有大的线性磁电系数α。但是，自从1960年在Cr2O3中初次发现线性磁电效应以来，线性磁电资料α的巨细往往在20-30ps/m以内。在一些自旋诱导电极化的多铁性资猜中，尽管其α系数的最高值可进步几个量级，但最大值仅发作在磁电相变温度附件，违背相变临界温度时急剧下降至可疏忽量级。如安在较宽的温度/磁场范围内进一步提高资料的线性磁电效应是极具应战的难题。
近期，中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心极点条件物理要点试验室EX6组龙有文研讨员团队在高压制备的白钨矿型氧化物DyCrO4中，首先发现了高达50ps/m的线性磁电效应，而且该效应在较大的磁场范围内（-3到3T）坚持稳定；更有意思的是，较高磁场可诱导变磁改动，发作大的净磁矩与自发电极化，稀有地完结铁磁-铁电多铁性。
常压下烧结的DyCrO4结晶为四方锆石型结构，空间群为I41/amd，具有长程铁磁有序，但其磁结构不支撑线性磁电效应。当锆石型DyCrO4在700-750 K温度条件下通过6-8GPa的高压处理后，会改动为另一种四方结构，即具有I41/a空间群的白钨矿相。该结构相变导致10%左右的体积坍缩，归于一级不可逆相变。磁化率与中子衍射标明高压白钨矿DyCrO4具有长程反铁磁有序，且Dy3+与Cr5+离子一起参加反铁磁相互作用，磁矩沿着晶格b轴构成共线型反铁磁摆放，相应的磁点群为2'/m。磁对称性剖析提醒该磁点群具有非零的磁电张量，因此可导致线性磁电效应的发作。
试验上，当在零磁场测验介电常数和铁电极化时，勘探不到这些物理量的失常改动。但是，一旦引进磁场后，可观察到尖利的介电峰，一起随同铁电极化的出现，且电极化的巨细与所加磁场强度成正比联系，标明磁场可感生电极化，证明白钨矿DyCrO4的线性磁电效应。在固定温度下测验电极化随磁场改动联系时，可显着观察到P与H的线性联系，相应的线性磁电系数可高达50ps/m，且在-3到3T磁场范围内坚持稳定。另一方面，当去掉磁场改用外加电场作为鼓励时，可观察到电场诱导磁化强度的改动，且诱导的磁化强度与所加电场坚持正比联系，然后完结逆线性磁电效应。
此外，较高磁场可诱导白钨矿DyCrO4的变磁改动（临界磁场约为3.1T），使其本来共线摆放的反铁磁结构发作偏转，导致大净磁矩（7μ/f.u.）的发作，使资料出现铁磁性质。磁场依靠的中子衍射标明，4.3T时铁磁成分占比挨近65%。在临界磁场以上，新的磁结构要么由Dy3+离子沿外加磁场方向的歪斜所导致，要么由Dy3+与Cr5+这两种磁性离子的一起歪斜导致。但是，不管是哪种类型的歪斜，都将把磁点群由低场时的2'/m改动为高场时的m。明显，新的磁点群是一个极化磁点群，能够打破空间反演对称性，答应自发铁电极化的发作。因此，DyCrO4在较高磁场下不只展现了具有大净磁矩的铁磁行为，一起也具有自发电极化，在单相资猜中稀有地完结了铁磁-铁电多铁性。
相关研讨结果宣布在近期的NPG Asia Materials上（11，50，2019），而且被修改部选为Featured Article，以“磁电效应：稀有结构为器材操控供给关键，Magnetoelectric effect: Rare structure offers options for device control”为题进行要点引荐。该作业获得了重庆大学物理系柴一晟教授与物理所孙阳研讨员的密切协作；中子衍射试验与美国橡树岭国家试验室Yan Wu、Huibo Cao、Clarina Dela Cruz等博士协作完结；西班牙马德里资料研讨所的J. S. Alonso教授与卡洛斯三世大学的A.Munoz教授帮忙剖析了磁结构。该作业获得了科技部（2018YFE0103200，2018YFA0305700）、国家自然科学基金委（11574378，51772324，11674384）、中国科学院（YZ201555，QYZDB-SSW-SLH013，GJHZ1773）等的支撑。
图1：本作业被选为Featured Article进行要点引荐。
图2：白钨矿DyCrO4基态磁结构、磁化率、固定磁场下的介电常数与电极化。
图3：白钨矿DyCrO4磁场依靠的磁化强度、磁介电效应、电极化及线性磁电系数。
图4：白钨矿DyCrO4不同磁场下的中子衍射谱与高场下或许的磁结构。
图5：白钨矿DyCrO4温度与磁场依靠的相图。
修改：zyi
