近日，西安交通大学姜志军特聘研究员和美国阿肯色大学Laurent Bellaiche教授课题组合作在美国物理学会《Physical Review B》期刊上以Letter的形式发表题为“Electrocaloric effects in multiferroics”的研究论文。论文使用原子的有效哈密顿量方法研究了稀土取代多铁材料BiFeO₃中的电卡效应。作者还提出了一个现象学模型来解释有效哈密顿量得到的结果。通过模型可以发现，多铁材料中的电卡系数由两部分组成，包含极化、介电响应、反铁磁序参量以及极化和反铁磁序之间的相互耦合。其中，第一部分依赖于极化和介电极化率，在居里温度附近电卡系数会显著增大；第二部分包含介电响应、磁序参量和一个特殊的磁电耦合，在Néel温度处会出现一个峰值。该研究将不仅加深人们对电卡效应的认识，而且将进一步推动多铁性材料在固体制冷领域的实际应用。