近日，東南大學物理學院逯學曾教授在超薄鐵電和多鐵材料研究方面取得進展，相關工作以“Out-of-plane ferroelectricity and robust magnetoelectricity in quasi-two-dimensional materials”為題發表于《Science Advances》。

鐵電材料作為一類非常重要的功能材料，在諸多方面都有應用，比如傳感器，壓電器件，非易失性記憶存儲器件等。隨著科技水平的提高，如今電子設備正在不斷朝著小型化發展。但隨著鐵電材料厚度的降低，由表面電荷形成的退極化場會完全抑制面外自發鐵電極化，使得鐵電材料在實際應用中受到臨界厚度的限制。而且，現在的CMOS（互補金屬氧化物半導體）架構依然依賴于具有面外鐵電極化的材料。所以如何突破這一限制，繼續尋找具有面外鐵電性的超薄鐵電材料是非常重要的研究方向。

針對這一問題，逯學曾教授與美國西北大學James Rondinelli教授合作，通過第一性原理計算結合遺傳算法結構搜索方法和聲子計算等，在一類具有Ruddlesden-Popper（RP）結構（A3B2X7）的材料中,提出了在超薄薄膜中穩定面外鐵電極化的設計思路。并進一步總結出了受對稱性保護的強磁電耦合機制，其只存在于具有面外雜化非本征鐵電的材料中。鑒于以上發現，逯學曾教授設計出了室溫的多鐵材料SrTb2Fe2S7，其具有面外鐵電性和強磁電耦合性，它的鐵電性可能在一個晶胞厚度（——4.5nm）依然存在。研究工作為后續尋找超薄鐵電和多鐵材料提供了方向。

本工作第一單位為東南大學，逯學曾教授為第一作者，James Rondinelli教授為通訊作者。本工作還得到了日本京都大學朱童博士和Hiroshi Kageyama教授，復旦大學向紅軍教授，東南大學董帥教授的支持。