由于在高密度数据存储、自旋电子学和低功耗电子器件等方面具有潜在的应用前景，磁电耦合材料受到广泛关注。然而，由于铁电性和磁性在对称和电子结构两个层面上的先天竞争，目前仍然只有少数材料可在低磁场和室温下实现磁电耦合。

与传统的磁电耦合材料相对比，分子铁电体的磁电耦合材料由于其易合成、结构可控等优点而受到重视。然而，分子材料的磁有序温度往往较低（低于液氮温度78 K），因此分子材料很难在室温和弱场下获得磁电耦合效应。如何在室温和弱场下实现大的磁电耦合效应非常具有挑战性。

图1磁电耦合现象

针对这些挑战，南京大学宋友教授、东南大学董帅教授、浙江师范大学张毅教授、苏州科技大学张金磊副教授团队合成了一种在室温下表现出低磁场磁电性的单相顺磁铁电分子[TMCM][FeCl₄]（TMCM =三甲基氯甲基铵），通过施加弱场，可控制卤素Cl…Cl键长和[FeCl₄]⁻阴离子的体积。这种结构变化引起了一种特征性的磁致伸缩，从而导致变形，而这种变形通过直接影响整体偶极子构型从而显著抑制了铁电极化。这一结果提供了一种利用磁致伸缩效应来实现室温磁电耦合的方法。除此之外，该研究还发现了两个重要事实。一是，即使在顺磁相中，在没有长程磁有序的情况下，也可以获得有效的磁电耦合；二是，磁致伸缩是实现铁电体中磁电耦合的一种很好的方法，为更快速寻找磁电耦合材料提供了新的研究思路。

该论文以题“Molecular ferroelectric with low-magnetic-field magnetoelectricity at room temperature”发表于《Nature Communications》。功能晶态材料化学江西省重点实验室（江西理工大学化学化工学院）胡兆波副教授、东南大学杨鑫雨博士生和苏州科技大学张金磊副教授为本文共同第一作者，南京大学宋友教授、东南大学董帅教授、浙江师范大学张毅教授、苏州科技大学张金磊副教授为本文通讯作者。

图/文 胡兆波