日前，东南大学物理系董帅教授在铁基超导材料家族中发现了一种新型多铁材料，其多铁性能较已往发现的同类材料更加优越。该研究论文已发表在美国物理学会期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）: BaFe2Se3: A high TC magnetic multiferroic with large ferrielectric polarization
虽然超导材料和多铁材料是凝聚态物理与功能材料领域的两个热门话题，涉及的材料成百上千，但在过去的研究，这两个家族体系鲜有交叉，基本上是各行其道，井水不犯河水。超导需要电阻为零，超级导电。多铁材料则要求电阻越大越好，彻底绝缘。因此两者似乎应该水火不容，永远不会相交。
董帅教授另辟蹊径，在铁基超导家族中找到一种奇特的材料：钡铁硒（BaFe2Se3）。其具有特殊的晶格结构和磁性。通过直观的对称性分析和简单的第一性原理计算，发现该材料具有亚铁电性，因此具有多铁性。尤为特别的是其磁电性能非常突出，拥有较高的接近室温的多铁工作温度，和较大的铁电极化，并且具有亚铁电-铁电四重状态，以及双重极化方向翻转的特性。
虽然该材料并不难合成，但要想实验观测该材料的铁电性目前尚有一定的技术困难，因为这个材料很容易产生缺陷和杂相，难以提纯。董帅教授的研究还指出了实验上难以合成纯相材料的原因是由于铁硒之间的部分共价键导致的。
该研究将铁基超导家族与多铁材料家族联系起来，这在国际上尚属首次。该研究工作揭示了看似南辕北辙的表面现象背后隐藏的相通的物理机制，这可能会有助于启发下一步研究来弄清楚高温超导和高温多铁性的共同物理，寻找更多的超导和多铁材料。
该论文的合作者包括南京大学刘俊明教授，美国田纳西大学与橡树岭国家实验室Elbio Dagotto教授。该研究工作受到了国家自然科学基金、国家重大科学研究计划、美国能源部项目支持。（杨越）