多铁材料是一种同时具有铁电极化有序和铁磁自旋有序的材料，可用于多态存储，高灵敏度传感器和自旋电子器件等领域。由于单相结构比多相复合结构具有很大优势，发展单相多铁材料是这个领域近年来的一大趋势。我们利用磁性插层的新方法，成功获得了具有完全自主知识产权的新型单相多铁材料，并实现了高于室温（100摄氏度）、且远离共振条件下的磁电耦合，被国际同行评论为多铁材料领域近年来的一个非常显著的进展：通过选择合适的铁电层状钙钛矿结构母体材料，采用磁性插层的方法，获得了具有Aurivillius结构的SrBi₅Fe_0.5Co_0.5Ti₄O₁₈新材料。这一新材料在100摄氏度时，依然有44.5μC/cm²的剩余极化（2Pr），1.24emu/g的剩余磁化（2Mr），以及350 mV·cm^-1·Oe^-1的磁电耦合系数，目前尚没有任何材料可与之相比拟。利用这个新材料，我们演示了高温低磁场条件下工作的磁电耦合器件。（相关文章见Low Magnetic FieldResponse Single-Phase Multiferroics under the High Temperature, MaterialsHorizons, 2, 232-236, 2015）

磁性材料插层技术示意图

传感器原型器件和低磁场高温磁电耦合效应

         上述研究工作得到了科技部国家重大研究计划、中科院前沿科学重大突破择优支持等项目的资助。