綜述：固體中的磁電聯姻

從微觀本質上看，材料的磁性來源於自旋，破壞時間反演對稱性；鐵電性來源於電偶極矩，破壞空間反演對稱。傳統物理學中，時間和空間似乎一直是兩個獨立的維度，磁性與鐵電性之間也通常並無瓜葛，甚至有些互斥：一種材料或者具有磁性，或者具有鐵電性，但很難同時具有這兩種自發鐵性序（磁序與鐵電序）。

然而，在過往的半個多世紀中，研究者們一直抱持著「Impossible is nothing」的探索態度，在這一領域孜孜不倦地耕耘著，希望找到同時具有兩種或兩種以上自發鐵性序的「多鐵性材料」。這是因為，一旦製造出同時具有磁序與鐵電序的材料，就有可能實現磁電交叉控制：用電場調控材料的磁性，或者相反。磁電交叉控制對於應用而言，無疑是一張誘惑力很大的一張大餅。經過數十年的努力，多鐵性材料研究領域日漸繁榮，材料也發現了不少。同時，研究者也漸漸地理解了其中最有意思的物理問題：磁性與鐵電性是如何耦合的？

《國家科學評論》（National Science Review, NSR）在線發表了由東南大學董帥教授、復旦大學向紅軍教授、美國田納西大學與橡樹嶺國家實驗室Elbio Dagotto教授共同撰寫的綜述文章「Magnetoelectricity in multiferroics: a theoretical perspective」。文章系統介紹了多鐵性材料中磁與電相互耦合的多種微觀機理，並展望了該領域的未來發展方向。作者將紛繁複雜的現象歸納為三類：自旋與軌道耦合、自旋與晶格耦合、自旋與電荷耦合，並將電子幾個自由度串起來描述固體中磁電的雙面人生。（來源：《國家科學評論》）

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