（通讯员 王好文）7月22日，《物理评论B》（Physical Review B）在线刊发了国家脉冲强磁场科学中心多重极端磁性团队题为“High magnetic field phase diagrams of the multiferroic manganite YMn₂O₅ single crystal”（在强磁场下多铁性锰酸盐YMn₂O₅单晶的磁电相图）的论文。中心博士后王好文为论文第一作者，王俊峰研究员为论文通讯作者，博士生李甜、工程师董超、杨明副教授和陆成亮教授参与了实验测量和数据分析的工作。

多铁性材料体系RMn₂O₅（R为稀土元素、Bi）因在磁场中呈现的奇特物理效应而备受关注，如磁场诱导的拓扑保护磁电开关、磁场驱动的极化强度翻转/反转、巨大的磁电容等。这些磁电特性与Mn-R、Mn-Mn之间复杂的磁相互作用密切相关，而且往往在它们相图上得到很好的体现。虽然RMn₂O₅的磁/铁电态随着稀土离子的变化而变化，但它们的磁/铁电相变却存在一些共性。此外，由于Y³⁺是非磁性离子，导致Mn-Y之间没有磁相互作用，因此YMn₂O₅为研究该体系磁电相图提供了一个理想的平台。

YMn₂O₅的强磁场电极化、磁化以及三个轴向磁电相图

该工作中，研究团队利用脉冲强磁场设施的磁化和电极化测量技术，对三个主轴方向YMn₂O₅的物理特性开展系统研究。研究发现，当T=1.6K时，a方向28T附近出现二阶磁相变；当温度升高至18K时，10T附近出现额外的一阶磁相变。有意思的是，前者几乎不受温度影响，而后者随着温度提升向高磁场方向移动，最终两者融合。对于b方向，仅一阶磁相变出现在18K以下，而c方向无任何异常。在铁电性方面，三个轴向均出现了磁场诱导极化反转的现象，但是起因有所不同。在此基础上，研究团队构建了YMn₂O₅的强磁场磁电相图。除此之外，还从晶体/磁结构、磁相互作用等方面对其中的物理机制进行了探讨，并给出了相应的物理模型。

上述研究工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、湖北省自然科学基金、湖北省博士后创新研究岗位等资助。

论文链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.110.014430