मल्टीफ़िरोइक्स

मल्टीफ़ेरोइक्स को ऐसी सामग्रियों के रूप में परिभाषित किया गया है जो एक ही चरण में एक से अधिक प्राथमिक फेरोइक गुणों को प्रदर्शित करती हैं:


 * लौहचुम्बकत्व - चुंबकत्व जो प्रयुक्त चुंबकीय क्षेत्र द्वारा स्विच करने योग्य होता है
 * फेरोइलेक्ट्रिसिटी - विद्युत ध्रुवीकरण जो एक प्रयुक्त विद्युत क्षेत्र द्वारा स्विच किया जा सकता है
 * फेरोइलास्टिसिटी - विकृति जो प्रयुक्त तनाव द्वारा स्विच करने योग्य होती है

जबकि फेरोइलेक्ट्रिक (लौहविद्युत) फेरोइलास्टिक्स और फेरोमैग्नेटिक फेरोइलास्टिक्स औपचारिक रूप से मल्टीफ़ेरोइक्स हैं, इन दिनों इस शब्द का उपयोग सामान्यतः मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मल्टीफ़ेरोइक्स का वर्णन करने के लिए किया जाता है जो एक साथ फेरोमैग्नेटिक और फेरोइलेक्ट्रिक होते हैं। कभी-कभी परिभाषा का विस्तार गैर-प्राथमिक क्रम मापदंडों, जैसे प्रतिलौहचुंबकत्व या फेरिमैग्नेटिज्म को सम्मिलित करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, अन्य प्रकार के प्राथमिक क्रम, जैसे कि मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मल्टीपोल्स की फेरोइक व्यवस्थाएं जिनमें से फेरोटोरोइडिसिटी एक उदाहरण है, को भी हाल ही में प्रस्तावित किया गया है।

अपने भौतिक गुणों में वैज्ञानिक रुचि के अलावा, मल्टीफ़ेरिक्स में एक्चुएटर, स्विच, चुंबकीय क्षेत्र सेंसर और नए प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक मेमोरी उपकरणों के रूप में अनुप्रयोगों की क्षमता है।

इतिहास
मल्टीफ़ेरोइक शब्द के लिए वेब ऑफ़ साइंस की खोज से सबसे प्रारंभिक परिणाम के रूप में एन. A. स्पाल्डिन (तत्कालीन हिल) का वर्ष 2000 का पेपर "इतने कम चुंबकीय फेरोइलेक्ट्रिक्स क्यों हैं?" प्राप्त हुआ। इस कार्य ने चुंबकत्व और फेरोइलेक्ट्रिसिटी के बीच विरोधाभास की उत्पत्ति की व्याख्या की और इसे दूर करने के लिए व्यावहारिक मार्गों का प्रस्ताव दिया, और इसे व्यापक रूप से मल्टीफेरोइक सामग्रियों में रुचि के आधुनिक विस्फोट को प्रारम्भ करने का श्रेय दिया जाता है। 2000 से मल्टीफ़ेरोइक पदार्थ बनाने के लिए व्यावहारिक मार्गों की उपलब्धता ने तीव्र गतिविधि को प्रेरित किया। विशेष रूप से महत्वपूर्ण प्रारंभिक कार्यों में चुंबकीय BiFeO3 की एपिटैक्सियल रूप से विकसित पतली फिल्मों में बड़े फेरोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण की खोज थी, यह अवलोकन कि ऑर्थोरोम्बिक TbMnO3 और TbMn2O5 में गैर-कोलीनियर चुंबकीय क्रम फेरोइलेक्ट्रिसिटी का कारण बनता है, और की पहचान असामान्य अनुचित फेरोइलेक्ट्रिसिटी जो हेक्सागोनल मैंगनीज YMnO3 में चुंबकत्व के सह-अस्तित्व के साथ संगत है। दाईं ओर का ग्राफ़ 2008 तक वेब ऑफ़ साइंस खोज से मल्टीफ़ेरोइक्स पर पेपर की संख्या को लाल रंग में दिखाता है; घातीय वृद्धि आज भी जारी है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक पदार्थ
मल्टीफ़ेरोइक सामग्रियों को उनके उपयुक्त ऐतिहासिक संदर्भ में रखने के लिए, मैग्नेटोइलेक्ट्रिक सामग्रियों पर भी विचार करने की आवश्यकता है, जिसमें विद्युत क्षेत्र चुंबकीय गुणों को संशोधित करता है और इसके विपरीत। जबकि मैग्नेटोइलेक्ट्रिक पदार्थ आवश्यक रूप से मल्टीफ़ेरोइक नहीं होती है, सभी फेरोमैग्नेटिक फेरोइलेक्ट्रिक मल्टीफ़ेरोइक रैखिक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक्स होते हैं, जिसमें एक प्रयुक्त विद्युत क्षेत्र चुंबकीयकरण में परिवर्तन को इसके परिमाण के आनुपातिक रूप से प्रेरित करता है। मैग्नेटोइलेक्ट्रिक पदार्थ और संबंधित मैग्नेटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का इतिहास मल्टीफ़ेरोइक्स की तुलना में लंबा है, जैसा कि दाईं ओर ग्राफ़ में नीले रंग में दिखाया गया है। मैग्नेटोइलेक्ट्रिसिटी का पहला ज्ञात उल्लेख लैंडौ एंड लाइफशिट्ज़ के इलेक्ट्रोडायनामिक्स ऑफ कंटीन्यूअस मीडिया के 1959 संस्करण में है, जिसमें पीजोइलेक्ट्रिसिटी पर अनुभाग के अंत में निम्नलिखित टिप्पणी है: ''"आइए हम दो और घटनाओं को इंगित करें, जो सिद्धांत रूप में उपस्थित हो सकती हैं. एक है पीजोमैग्नेटिज्म, जिसमें एक ठोस में चुंबकीय क्षेत्र और एक विरूपण (पीजोइलेक्ट्रिसिटी के अनुरूप) के बीच रैखिक युग्मन होता है। दूसरा एक मीडिया में चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों के बीच एक रैखिक युग्मन होता है, जो उदाहरण के लिए, एक चुंबकीयकरण का कारण बनता है एक विद्युत क्षेत्र के समानुपाती। ये दोनों घटनाएं मैग्नेटोक्रिस्टलाइन समरूपता के कुछ वर्गों के लिए उपस्थित हो सकती हैं। हालांकि हम इन घटनाओं पर अधिक विस्तार से चर्चा नहीं करेंगे क्योंकि ऐसा लगता है कि वर्तमान तक, संभवतः, उन्हें किसी भी पदार्थ में नहीं देखा गया है।"'' एक साल बाद,आई. ई. डज़्यालोशिंस्की ने समरूपता तर्कों का उपयोग करते हुए दिखाया कि पदार्थ Cr2O3 में रैखिक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक व्यवहार होना चाहिए, और उनकी भविष्यवाणी को d. एस्ट्रोव द्वारा तेजी से सत्यापित किया गया था। अगले दशकों में, यूरोप में कई समूहों में, विशेष रूप से पूर्व सोवियत संघ में और यू. जेनेवा में एच. श्मिड के समूह में मैग्नेटोइलेक्ट्रिक सामग्रियों पर अनुसंधान लगातार जारी रहा। मैग्नेटोइलेक्ट्रिक इंटरेक्शन फेनोमेना इन क्रिस्टल्स (एमईआईपीआईसी) नामक पूर्व-पश्चिम सम्मेलनों की एक श्रृंखला 1973 (सिएटल में) और 2009 (सांता बारबरा में) के बीच आयोजित की गई थी, और वास्तव में "मल्टी-फेरोइक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक" शब्द का प्रयोग किया गया था। पहली बार एच. श्मिड द्वारा 1993 के एमईआईपीआईसी सम्मेलन (एस्कोना में) की कार्यवाही में सका उपयोग किया गया था।

फेरोइलेक्ट्रिक (लौहविद्युत) तथा चुंबकत्व के संयोजन के लिए तंत्र
फेरोइलेक्ट्रिक के रूप में परिभाषित होने के लिए, किसी पदार्थ में सहज विद्युत ध्रुवीकरण होना चाहिए जो प्रयुक्त विद्युत क्षेत्र द्वारा स्विच करने योग्य हो। सामान्यतः, ऐसा विद्युत ध्रुवीकरण मूल सेंट्रोसिमेट्रिक चरण से व्युत्क्रम-समरूपता-तोड़ने वाली संरचनात्मक विकृति के माध्यम से उत्पन्न होता है। उदाहरण के लिए, प्रोटोटाइपिकल फेरोइलेक्ट्रिक बेरियम टाइटेनेट, BaTiO3 में, मूल चरण आदर्श घन ABO3 पेरोव्स्काइट संरचना है, जिसके ऑक्सीजन समन्वय ऑक्टाहेड्रोन के केंद्र में B-साइट Ti4+ आयन होता है और कोई विद्युत ध्रुवीकरण नहीं होता है। फेरोइलेक्ट्रिक चरण में, Ti4+ आयन ऑक्टाहेड्रोन के केंद्र से दूर स्थानांतरित हो जाता है जिससे ध्रुवीकरण होता है। ऐसा विस्थापन केवल तभी अनुकूल होता है जब बी-साइट धनायन में एक खाली d शेल (तथाकथित d0 कॉन्फ़िगरेशन) के साथ इलेक्ट्रॉन विन्यास होता है, जो B-साइट धनायन और परिवेश ऑक्सीजन आयनों के बीच ऊर्जा-कम करने वाले सहसंयोजक बंधन निर्माण का पक्ष लेता है।

यह "d0-ness" आवश्यकता मल्टीफ़ेरोइक्स के निर्माण के लिए एक स्पष्ट बाधा है क्योंकि अधिकांश संक्रमण-धातु ऑक्साइड में चुंबकत्व आंशिक रूप से भरे हुए संक्रमण धातु d कोश की उपस्थिति से उत्पन्न होता है। परिणामस्वरूप, अधिकांश मल्टीफ़ेरोइक्स में, फेरोइलेक्ट्रिसिटी का एक अलग मूल होता है। निम्नलिखित उन तंत्रों का वर्णन करता है जो लौहचुम्बकत्व और लौहविद्युत के बीच इस मतभेद को दूर करने के लिए जाने जाते हैं।

लोन-पेअर-एक्टिव
लोन-पेअर-एक्टिव मल्टीफ़ेरिक्स में, फेरोइलेक्ट्रिक विस्थापन A-साइट धनायन द्वारा संचालित होता है, और चुंबकत्व B साइट पर आंशिक रूप से भरे हुए d शेल से उत्पन्न होता है। उदाहरणों में बिस्मथ फेराइट, BiFeO3, BiMnO3 (हालाँकि इसे ध्रुवीय विरोधी माना जाता है), और PbVO3 सम्मिलित हैं। इन सामग्रियों में, A-साइट धनायन (Bi3+, Pb2+) में तथाकथित स्टीरियोकेमिकल रूप से सक्रिय 6s2 इलेक्ट्रॉनों की लोन-पेअर, और A-साइट धनायन का ऑफ-सेंट्रिंग औपचारिक रूप से खाली A-साइट 6p ऑर्बिटल्स और भरे हुए O 2p ऑर्बिटल्स के बीच ऊर्जा-कम करने वाले इलेक्ट्रॉन साझाकरण द्वारा समर्थित है।

ज्यामितीय फेरोइलेक्ट्रिक्स
ज्यामितीय फेरोइलेक्ट्रिक्स में, ध्रुवीय फेरोइलेक्ट्रिक अवस्था की ओर जाने वाले संरचनात्मक चरण संक्रमण के लिए प्रेरक शक्ति इलेक्ट्रॉन-साझाकरण सहसंयोजक बंधन गठन के बजाय पॉलीहेड्रा का घूर्णी विरूपण है। ऐसी घूर्णी विकृतियाँ कई संक्रमण-धातु ऑक्साइडों में होती हैं; उदाहरण के लिए पेरोव्स्काइट्स में वे तब साधारण होते हैं जब A-साइट धनायन छोटा होता है, जिससे ऑक्सीजन ऑक्टाहेड्रा उसके चारों ओर ढह जाता है। पेरोव्स्काइट्स में, पॉलीहेड्रा की त्रि-आयामी कनेक्टिविटी का मतलब है कि कोई शुद्ध ध्रुवीकरण परिणाम नहीं होता है; यदि अष्टफलक दाईं ओर घूमता है, तो उसका जुड़ा हुआ परिवेश बाईं ओर घूमता है, इत्यादि। हालाँकि, स्तरित सामग्रियों में, ऐसे घुमावों से शुद्ध ध्रुवीकरण हो सकता है।

प्रोटोटाइप ज्यामितीय फेरोइलेक्ट्रिक्स स्तरित बेरियम संक्रमण धातु फ्लोराइड्स, BaMF4, M=Mn, Fe, Co, Ni, Zn हैं, जिनमें लगभग 1000K पर फेरोइलेक्ट्रिक संक्रमण होता है और लगभग 50K पर एंटीफेरोमैग्नेटिक अवस्था में चुंबकीय संक्रमण होता है। चूंकि विरूपण d-साइट धनायन और आयनों के बीच संकरण द्वारा संचालित नहीं होता है, यह बी साइट पर चुंबकत्व के अस्तित्व के साथ संगत है, इस प्रकार मल्टीफेरोइक व्यवहार की अनुमति देता है।

दूसरा उदाहरण हेक्सागोनल दुर्लभ पृथ्वी मैंगनीज (h-RMnO3 के साथ R=Ho-Lu, Y) के समूह द्वारा प्रदान किया गया है, जिसमें लगभग 1300 के पर संरचनात्मक चरण संक्रमण होता है जिसमें मुख्य रूप से MnO5 बाइपिरामिड का झुकाव सम्मिलित होता है। जबकि झुकाव में स्वयं शून्य ध्रुवीकरण होता है, यह आर-आयन परतों के ध्रुवीय गलियारे से जुड़ता है जो ~6µC/cm2 का ध्रुवीकरण उत्पन्न करता है। चूंकि फेरोइलेक्ट्रिसिटी प्राथमिक क्रम पैरामीटर नहीं है, इसलिए इसे अनुचित बताया गया है। जब स्पिन फ्रस्ट्रेशन के कारण त्रिकोणीय एंटीफेरोमैग्नेटिक क्रम उत्पन्न होता है तो मल्टीफेरोइक चरण ~100K पर पहुंच जाता है।

आवेश क्रम
मिश्रित संयोजकता वाले आयनों वाले यौगिकों में आवेश क्रम तब हो सकता है जब इलेक्ट्रॉन, जो उच्च तापमान पर स्थानीयकृत होते हैं, विभिन्न धनायन स्थलों पर क्रमबद्ध पैटर्न में स्थानीयकृत होते हैं ताकि पदार्थ इन्सुलेशन बन जाए। जब स्थानीयकृत इलेक्ट्रॉनों का पैटर्न ध्रुवीय होता है, तो आवेश-आदेशित अवस्था फेरोइलेक्ट्रिक होती है। सामान्यतः, ऐसे स्थिति में आयन चुंबकीय होते हैं और इसलिए फेरोइलेक्ट्रिक अवस्था भी मल्टीफेरोइक होती है। आवेश-क्रम किए गए मल्टीफ़ेरोइक का पहला प्रस्तावित उदाहरण LuFe2O4 था, जो Fe2+ और  Fe3+ आयनों की व्यवस्था के साथ 330 K पर क्रम आवेश करता है। फेरिमैग्नेटिक क्रम 240 K से नीचे होती है। हालांकि, आवेश क्रम ध्रुवीय है या नहीं, इस पर हाल ही में सवाल उठाया गया है। इसके अलावा, मैग्नेटाइट, Fe3O4, इसके वर्वे संक्रमण के नीचे, और (Pr,Ca)MnO3 में आवेश-क्रम किए गए फेरोइलेक्ट्रिसिटी का सुझाव दिया गया है।

चुंबकीय रूप से चालित फेरोइलेक्ट्रिसिटी
चुंबकीय रूप से संचालित मल्टीफ़ेरोइक्स में मैक्रोस्कोपिक विद्युत ध्रुवीकरण लंबी दूरी के चुंबकीय क्रम से प्रेरित होता है जो नॉन-सेंट्रोसिमेट्रिक है। औपचारिक रूप से, विद्युत ध्रुवीकरण, $$\mathbf{P}$$ को चुंबकीयकरण, $$\mathbf{M}$$ द्वारा दिया जाता है

$$\mathbf{P} \sim \mathbf{M} \times (\nabla_{\mathbf{r}} \times \mathbf{M})$$.

ऊपर चर्चा की गई ज्यामितीय फेरोइलेक्ट्रिक्स की तरह, फेरोइलेक्ट्रिसिटी अनुचित है, क्योंकि फेरोइक चरण संक्रमण के लिए ध्रुवीकरण प्राथमिक क्रम पैरामीटर नहीं है (इस स्थिति में प्राथमिक क्रम चुंबकत्व है)।

प्रोटोटाइपिक उदाहरण नॉन-सेंट्रोसिमेट्रिक चुंबकीय सर्पिल अवस्था का गठन है, जिसमें छोटे फेरोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण के साथ, TbMnO3 में 28K से नीचे है। इस स्थिति में ध्रुवीकरण छोटा है, 10−2 μC/cm2, क्योंकि नॉन-सेंट्रोसिमेट्रिक स्पिन संरचना को क्रिस्टल जाली से जोड़ने वाला तंत्र कमजोर स्पिन-ऑर्बिट युग्मन है। बड़े ध्रुवीकरण तब होते हैं जब नॉन-सेंट्रोसिमेट्रिक चुंबकीय क्रम मजबूत सुपरएक्सचेंज इंटरैक्शन के कारण होता है, जैसे कि ऑर्थोरोम्बिक HoMnO3 और संबंधित पदार्थ। दोनों स्थितियों में मैग्नेटोइलेक्ट्रिक युग्मन मजबूत है क्योंकि फेरोइलेक्ट्रिकिटी सीधे चुंबकीय क्रम के कारण होती है।

f-इलेक्ट्रॉन चुंबकत्व
जबकि आज तक विकसित अधिकांश मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मल्टीफ़ेरोइक्स में पारंपरिक संक्रमण-धातु d-इलेक्ट्रॉन चुंबकत्व और फेरोइलेक्ट्रिसिटी के लिए एक नया तंत्र है, पारंपरिक फेरोइलेक्ट्रिक में एक अलग प्रकार के चुंबकत्व को पेश करना भी संभव है। सबसे स्पष्ट मार्ग A साइट पर एफ इलेक्ट्रॉनों के आंशिक रूप से भरे हुए शेल के साथ दुर्लभ-पृथ्वी आयन का उपयोग करना है। एक उदाहरण EuTiO3 है जो, परिवेशी परिस्थितियों में फेरोइलेक्ट्रिक नहीं होते हुए भी, थोड़ा सा दबाव डालने पर ऐसा हो जाता है, उदाहरण के लिए A साइट पर कुछ बेरियम को प्रतिस्थापित करके इसके जाली स्थिरांक का विस्तार किया जाता है।

सम्मिश्र
कमरे के तापमान पर बड़े चुंबकीयकरण और ध्रुवीकरण और उनके बीच मजबूत युग्मन के साथ अच्छे एकल-चरण मल्टीफ़ेरिक्स विकसित करना एक चुनौती बनी हुई है। इसलिए, FeRh जैसी चुंबकीय पदार्थ के संयोजन वाले कंपोजिट, PMN-PT जैसी फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के साथ, मल्टीफेरोसिटी प्राप्त करने का एक आकर्षक और स्थापित मार्ग है। कुछ उदाहरणों में पीजोइलेक्ट्रिक PMN-PT सबस्ट्रेट्स और मेटग्लास/पीवीडीएफ/मेटग्लास ट्राइलेयर संरचनाओं पर चुंबकीय पतली फिल्में सम्मिलित हैं। हाल ही में एक परमाणु-स्तरीय मल्टीफेरोइक कंपोजिट की एक दिलचस्प परत-दर-परत वृद्धि का प्रदर्शन किया गया है, जिसमें एक सुपरलैटिस में फेरोइलेक्ट्रिक और एंटीफेरोमैग्नेटिकLuFeO3 की अलग-अलग परतें, फेरिमैग्नेटिक लेकिन गैर-ध्रुवीय LuFe2O4 के साथ बारी-बारी से सम्मिलित हैं।

एक नया आशाजनक दृष्टिकोण कोर-शेल प्रकार के सिरेमिक हैं जहां संश्लेषण के दौरान मैग्नेटोइलेक्ट्रिक कंपोजिट का निर्माण होता है। सिस्टम में BiFe0.9Co0.1O3)0.4-(Bi1/2K1/2TiO3)0.6 (BFC-BKT) चुंबकीय क्षेत्र के तहत पीएफएम का उपयोग करके सूक्ष्म पैमाने पर बहुत मजबूत एमई युग्मन देखा गया है। इसके अलावा, MFM का उपयोग करके विद्युत क्षेत्र के माध्यम से चुंबकत्व का स्विचिंग देखा गया है। यहां, ME सक्रिय कोर-शेल अनाज में चुंबकीय CoFe2O4 (CFO) कोर और एक (BiFeO3)0.6-(Bi1/2K1/2TiO3)0.4 (BFO-BKT) शेल होता है, जहां कोर और शेल में एक एपिटैक्सियल जाली संरचना होती है। मजबूत एमई युग्मन का तंत्र कोर-शेल इंटरफ़ेस में सीएफओ और बीएफओ के बीच चुंबकीय विनिमय इंटरैक्शन के माध्यम से होता है, जिसके परिणामस्वरूप बीएफ-बीकेटी चरण का 670 K का असाधारण उच्च नील-तापमान होता है।

अन्य
कुछ ऑरिविलियस चरणों में "पतला" चुंबकीय पेरोव्स्काइट (PbZr0.53Ti0.47O3)0.6–(PbFe1/2Ta1/2O3)0.4 (PZTFT) जैसे टाइप-I मल्टीफेरोक्स में कमरे के तापमान पर बड़े मैग्नेटोइलेक्ट्रिक युग्मन की रिपोर्टें आई हैं। यहां, अन्य तकनीकों के साथ-साथ चुंबकीय क्षेत्र के तहत पीएफएम का उपयोग करके सूक्ष्म पैमाने पर मजबूत एमई युग्मन देखा गया है। मेटल-फॉर्मेट पेरोव्स्काइट्स के समूह में कार्बनिक-अकार्बनिक हाइब्रिड मल्टीफ़ेरोइक्स की सूचना दी गई है, साथ ही आणविक मल्टीफ़ेरोइक्स जैसे कि  [(CH3)2NH2][Ni(HCOO)3], क्रम पैरामीटर्स के बीच नमनीय तनाव-मध्यस्थता युग्मन के साथ है।

टाइप-I और टाइप-II मल्टीफ़ेरोइक्स
मल्टीफ़ेरोइक्स के लिए तथाकथित टाइप-I और टाइप-II मल्टीफ़ेरोइक्स में एक सहायक वर्गीकरण योजना 2009 में डी. खोम्स्की द्वारा प्रारम्भ की गई थी।

खोम्स्की ने उन सामग्रियों के लिए टाइप-I मल्टीफेरोइक शब्द का सुझाव दिया जिसमें फेरोइलेक्ट्रिसिटी और चुंबकत्व अलग-अलग तापमान पर होते हैं और विभिन्न तंत्रों से उत्पन्न होते हैं। सामान्यतः संरचनात्मक विकृति जो फेरोइलेक्ट्रिसिटी को जन्म देती है, उच्च तापमान पर होती है, और चुंबकीय क्रम, जो सामान्यतः एंटीफेरोमैग्नेटिक होता है, कम तापमान पर सेट होता है। प्रोटोटाइपिक उदाहरण BiFeO3 (TC=1100 K, TN=643 K) है, जिसमें फेरोइलेक्ट्रिसिटी Bi3+ आयन की स्टीरियोकेमिकल रूप से सक्रिय अकेली जोड़ी और सामान्य सुपरएक्सचेंज तंत्र के कारण चुंबकीय क्रम द्वारा संचालित होती है। YMnO3 (TC=914 K, TN=76 K)  भी प्रकार-I है, हालांकि इसकी फेरोइलेक्ट्रिसिटी तथाकथित "अनुचित" है, जिसका अर्थ है कि यह एक अन्य (प्राथमिक) संरचनात्मक विकृति से उत्पन्न होने वाला एक माध्यमिक प्रभाव है। चुंबकत्व और लौहविद्युत के स्वतंत्र उद्भव का मतलब है कि दो गुणों के डोमेन एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से उपस्थित हो सकते हैं। अधिकांश प्रकार-I मल्टीफ़ेरोइक्स एक रैखिक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया दिखाते हैं, साथ ही चुंबकीय चरण संक्रमण पर ढांकता हुआ संवेदनशीलता में परिवर्तन भी दिखाते हैं।

टाइप-II मल्टीफ़ेरोइक शब्द का उपयोग उन सामग्रियों के लिए किया जाता है जिनमें चुंबकीय क्रम व्युत्क्रम समरूपता को तोड़ता है और सीधे फेरोइलेक्ट्रिसिटी का "कारण" करता है। इस स्थिति में दोनों घटनाओं के लिए तापमान का क्रम समान है। प्रोटोटाइपिक उदाहरण TbMnO3 है, जिसमें फेरोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण के साथ एक गैर-सेंट्रोसिमेट्रिक चुंबकीय सर्पिल 28 K पर सेट होता है। चूंकि एक ही संक्रमण दोनों प्रभावों का कारण बनता है, इसलिए वे निर्माण द्वारा दृढ़ता से युग्मित होते हैं। हालांकि, फेरोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण टाइप-I मल्टीफेरोइक्स की तुलना में छोटे परिमाण के होते हैं, सामान्यतः 10−2 μC/cm2 के क्रम के होते हैं। Mott इंसुलेटिंग चार्ज-ट्रांसफर लवण -(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Cl में विपरीत प्रभाव भी बताया गया है।

यहां, एक ध्रुवीय फेरोइलेक्ट्रिक केस में चार्ज-क्रम संक्रमण एक चुंबकीय क्रम को चलाता है, फिर से फेरोइलेक्ट्रिक और इस स्थिति में एंटीफेरोमैग्नेटिक, क्रम के बीच एक अंतरंग युग्मन देता है।

समरूपता और युग्मन
फेरोइक क्रम का निर्माण हमेशा समरूपता के टूटने से जुड़ा होता है। उदाहरण के लिए, स्थानिक व्युत्क्रमण की समरूपता तब टूट जाती है जब फेरोइलेक्ट्रिक्स अपने विद्युत द्विध्रुव क्षण को विकसित करते हैं, और जब लौहचुंबक चुंबकीय हो जाते हैं तो समय व्युत्क्रमण टूट जाता है। समरूपता टूटने को इन दो उदाहरणों में एक क्रम पैरामीटर, ध्रुवीकरण पी और चुंबकीयकरण एम द्वारा वर्णित किया जा सकता है, और कई समतुल्य ग्राउंड स्टेट्स की ओर ले जाता है जिन्हें उपयुक्त संयुग्म क्षेत्र द्वारा चुना जा सकता है; फेरोइलेक्ट्रिक्स या फेरोमैग्नेट के लिए क्रमशः विद्युत या चुंबकीय। उदाहरण के लिए, यह चुंबकीय डेटा भंडारण में चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके चुंबकीय बिट्स के परिचित स्विचिंग की ओर ले जाता है।

फेरोइक्स को प्रायः स्थान व्युत्क्रमण और समय व्युत्क्रमण के तहत उनके क्रम मापदंडों के व्यवहार की विशेषता होती है (तालिका देखें)। स्थान व्युत्क्रमण की क्रिया चुंबकीयकरण को अपरिवर्तित छोड़ते हुए ध्रुवीकरण की दिशा को उलट देती है (इसलिए ध्रुवीकरण की घटना स्थान-व्युत्क्रम प्रतिसममिति है)। परिणामस्वरूप, गैर-ध्रुवीय फेरोमैग्नेट और फेरोइलास्टिक्स स्थान व्युत्क्रम के तहत अपरिवर्तनीय हैं जबकि ध्रुवीय फेरोइलेक्ट्रिक्स नहीं हैं। दूसरी ओर, समय उत्क्रमण की क्रिया, एम के चिह्न को बदल देती है (जो इसलिए समय-प्रत्यावर्तन विरोधी है), जबकि पी का चिह्न अपरिवर्तनीय रहता है। इसलिए, गैर-चुंबकीय फेरोइलास्टिक्स और फेरोइलेक्ट्रिक्स समय के उलट परिवर्तन के तहत अपरिवर्तनीय हैं जबकि फेरोमैग्नेट नहीं हैं। मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मल्टीफ़ेरोइक्स स्थान-उलट और समय-उलट दोनों विरोधी-सममित हैं क्योंकि वे फेरोमैग्नेटिक और फेरोइलेक्ट्रिक दोनों हैं।

मल्टीफ़ेरोइक्स में समरूपता टूटने के संयोजन से क्रम मापदंडों के बीच युग्मन हो सकता है, ताकि एक फेरोइक गुण को दूसरे के संयुग्मित क्षेत्र के साथ हेरफेर किया जा सके। उदाहरण के लिए, फेरोइलास्टिक फेरोइलेक्ट्रिक्स, पीजोइलेक्ट्रिसिटी हैं, जिसका अर्थ है कि एक विद्युत क्षेत्र आकार में बदलाव का कारण बन सकता है या दबाव वोल्टेज उत्पन्न कर सकता है, और फेरोइलास्टिक फेरोमैग्नेट अनुरूप पीजोमैग्नेटिज्म व्यवहार दिखाते हैं। संभावित प्रौद्योगिकियों के लिए विशेष रूप से आकर्षक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मल्टीफ़ेरोइक्स में विद्युत क्षेत्र के साथ चुंबकत्व का नियंत्रण है, क्योंकि विद्युत क्षेत्रों में उनके चुंबकीय समकक्षों की तुलना में कम ऊर्जा आवश्यकताएं होती हैं।

चुम्बकत्व का विद्युत-क्षेत्र नियंत्रण
मल्टीफ़ेरोइक्स की खोज के लिए मुख्य तकनीकी चालक उनके मैग्नेटो इलेक्ट्रिक कपलिंग के माध्यम से विद्युत क्षेत्रों का उपयोग करके चुंबकत्व को नियंत्रित करने की उनकी क्षमता रही है। ऐसी क्षमता तकनीकी रूप से परिवर्तनकारी हो सकती है, क्योंकि विद्युत क्षेत्रों का उत्पादन चुंबकीय क्षेत्रों (जिसके लिए विद्युत धाराओं की आवश्यकता होती है) के उत्पादन की तुलना में बहुत कम ऊर्जा गहन है, जिसका उपयोग अधिकांश उपस्थित चुंबकत्व-आधारित प्रौद्योगिकियों में किया जाता है। उदाहरण के लिए पारंपरिक लौहचुंबकीय धातुओं और मल्टीफेरोइक BiFeO3 की हेटरोस्ट्रक्चर में, साथ ही चुंबकीय स्थिति को नियंत्रित करने में, उदाहरण के लिए FeRh में एंटीफेरोमैग्नेटिक से फेरोमैग्नेटिक तक विद्युत क्षेत्र का उपयोग करके चुंबकत्व के अभिविन्यास को नियंत्रित करने में सफलताएं मिली हैं।

मल्टीफेरोइक पतली फिल्मों में, मैग्नेटोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को विकसित करने के लिए युग्मित चुंबकीय और फेरोइलेक्ट्रिक क्रम मापदंडों का उपयोग किया जा सकता है। इनमें नवीन स्पिंट्रोनिक उपकरण जैसे सुरंग चुंबकत्व (टीएमआर) सेंसर और विद्युत क्षेत्र ट्यून करने योग्य कार्यों के साथ स्पिन वाल्व सम्मिलित हैं। एक विशिष्ट टीएमआर उपकरण में लौहचुंबकीय पदार्थ की दो परतें होती हैं जो मल्टीफेरोइक पतली फिल्म से बनी एक पतली सुरंग बाधा (~2 nm) से अलग होती हैं। ऐसे उपकरण में, बैरियर के पार स्पिन परिवहन को विद्युत रूप से ट्यून किया जा सकता है। एक अन्य कॉन्फ़िगरेशन में, मल्टीफ़ेरोइक परत का उपयोग एक्सचेंज बायस पिनिंग परत के रूप में किया जा सकता है। यदि मल्टीफेरोइक पिनिंग परत में एंटीफेरोमैग्नेटिक स्पिन ओरिएंटेशन को विद्युत रूप से ट्यून किया जा सकता है, तो डिवाइस के मैग्नेटोरेसिस्टेंस को प्रयुक्त विद्युत क्षेत्र द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। कोई मल्टीपल स्टेट मेमोरी तत्वों का भी पता लगा सकता है, जहां डेटा विद्युत और चुंबकीय ध्रुवीकरण दोनों में संग्रहीत होता है।

रेडियो और उच्च-आवृत्ति उपकरण
उच्च-संवेदनशीलता एसी चुंबकीय क्षेत्र सेंसर और विद्युत रूप से ट्यून करने योग्य माइक्रोवेव उपकरणों जैसे फिल्टर, ऑसिलेटर और चरण शिफ्टर्स (जिसमें फेरी-, फेरो- या एंटीफेरो-चुंबकीय अनुनाद को चुंबकीय के बजाय विद्युत रूप से ट्यून किया जाता है) के लिए थोक रूप में मल्टीफेरोइक मिश्रित संरचनाओं की खोज की जाती है।

भौतिकी के अन्य क्षेत्रों में क्रॉस-ओवर अनुप्रयोग
ब्रह्माण्ड विज्ञान और कण भौतिकी में मूलभूत प्रश्नों को संबोधित करने के लिए मल्टीफ़ेरोइक्स का उपयोग किया गया है। पहले में, यह तथ्य कि एक व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉन आदर्श मल्टीफेरोइक है, समरूपता के लिए आवश्यक किसी भी विद्युत द्विध्रुव क्षण के साथ उसके चुंबकीय द्विध्रुव क्षण के समान अक्ष को अपनाने के लिए, इलेक्ट्रॉन के विद्युत द्विध्रुव क्षण की खोज के लिए इसका उपयोग किया गया है। डिज़ाइन की गई मल्टीफ़ेरोइक पदार्थ का उपयोग करना (Eu,Ba)TiO3, एक प्रयुक्त विद्युत क्षेत्र में फेरोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण के स्विचिंग पर शुद्ध चुंबकीय क्षण में परिवर्तन की निगरानी की गई, जिससे इलेक्ट्रॉन विद्युत द्विध्रुवीय क्षण के संभावित मूल्य पर ऊपरी सीमा निकाली जा सके। यह मात्रा महत्वपूर्ण है क्योंकि यह ब्रह्मांड में समय-उलट (और इसलिए सीपी) समरूपता को तोड़ने की मात्रा को दर्शाती है, जो प्राथमिक कण भौतिकी के सिद्धांतों पर गंभीर बाधाएं लगाती है। दूसरे उदाहरण में, हेक्सागोनल मैंगनीज में असामान्य अनुचित ज्यामितीय फेरोइलेक्ट्रिक चरण संक्रमण को प्रस्तावित प्रारंभिक ब्रह्मांड चरण संक्रमणों के साथ समरूपता विशेषताओं में दिखाया गया है। परिणामस्वरूप, प्रारंभिक ब्रह्मांड भौतिकी के विभिन्न पहलुओं का परीक्षण करने के लिए प्रयोगशाला में प्रयोग चलाने के लिए हेक्सागोनल मैंगनीज का उपयोग किया जा सकता है। विशेष रूप से, कॉस्मिक-स्ट्रिंग निर्माण के लिए एक प्रस्तावित तंत्र को सत्यापित किया गया है, और उनके मल्टीफेरोइक डोमेन इंटरसेक्शन एनालॉग्स के अवलोकन के माध्यम से ब्रह्मांडीय स्ट्रिंग विकास के पहलुओं का पता लगाया जा रहा है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिसिटी से परे अनुप्रयोग
पिछले कुछ वर्षों में कई अन्य अप्रत्याशित अनुप्रयोगों की पहचान की गई है, ज्यादातर मल्टीफेरोइक बिस्मथ फेराइट में, जो सीधे तौर पर युग्मित चुंबकत्व और फेरोइलेक्ट्रिसिटी से संबंधित नहीं लगते हैं। इनमें फोटोवोल्टिक प्रभाव सम्मिलित है, फोटोकैटलिसिस, और गैस संवेदन व्यवहार। यह संभावना है कि आंशिक रूप से संक्रमण-धातु d स्टेट्स से बने छोटे बैंड गैप के साथ फेरोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण का संयोजन इन अनुकूल गुणों के लिए जिम्मेदार है।

सौर कोशिकाओं में उपयुक्त बैंड गैप संरचना के साथ मल्टीफेरोइक फिल्में विकसित की गईं, जिसके परिणामस्वरूप कुशल फेरोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण संचालित वाहक पृथक्करण और ओवरबैंड स्पेसिंग जेनरेशन फोटो-वोल्टेज के कारण उच्च ऊर्जा रूपांतरण दक्षता प्राप्त हुई। विभिन्न फिल्मों पर शोध किया गया है, और Bi2FeCrO6 के लिए कटियन क्रम को इंजीनियरिंग करके डबल पेरोव्स्काइट मल्टीलेयर ऑक्साइड के बैंड गैप को प्रभावी ढंग से समायोजित करने के लिए एक नया दृष्टिकोण भी है।

गतिशील बहुक्रियाशीलता
हाल ही में यह बताया गया था कि, जिस तरह विद्युत ध्रुवीकरण स्थानिक रूप से भिन्न चुंबकीय क्रम द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है, चुंबकत्व अस्थायी रूप से भिन्न ध्रुवीकरण द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है। परिणामी घटना को डायनामिकल मल्टीफ़ेरोसिटी कहा गया। चुम्बकत्व, $$\mathbf{M}$$ द्वारा दिया गया है

$$\mathbf{M} \sim \mathbf{P} \times \frac{\partial \mathbf{P}}{\partial t}$$ कहाँ $$\mathbf{P}$$ ध्रुवीकरण है और $$\times$$ वेक्टर उत्पाद को इंगित करता है. गतिशील बहुउद्देशीय औपचारिकता निम्नलिखित विविध प्रकार की घटनाओं को रेखांकित करती है:


 * फोनन ज़ीमन प्रभाव, जिसमें विपरीत गोलाकार ध्रुवीकरण के फोनन में चुंबकीय क्षेत्र में अलग-अलग ऊर्जा होती है। यह घटना प्रायोगिक सत्यापन की प्रतीक्षा में है।
 * ऑप्टिकल चालित फ़ोनों द्वारा गुंजयमान मैग्नन संदीपन।
 * डिज़ाइलाओशिंस्की-मोरिया-प्रकार के इलेक्ट्रोमैग्नन्स।
 * व्युत्क्रम फैराडे प्रभाव
 * क्वांटम क्रिटिकलिटी के विदेशी अनुमान

गतिशील प्रक्रियाएं
मल्टीफ़ेरोइक प्रणालियों में गतिशीलता का अध्ययन विभिन्न लौहयुक्त आदेशों के बीच युग्मन के समय के विकास को समझने से संबंधित है, विशेष रूप से बाहरी प्रयुक्त क्षेत्रों के तहत। इस क्षेत्र में वर्तमान अनुसंधान गतिशीलता की युग्मित प्रकृति पर निर्भर नए प्रकार के अनुप्रयोगों के वादे और प्राथमिक एमएफ उत्तेजनाओं की मौलिक समझ के केंद्र में स्थित नई भौतिकी की खोज दोनों से प्रेरित है। एमएफ गतिकी के अध्ययनों की बढ़ती संख्या मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मल्टीफ़ेरिक्स में विद्युत और चुंबकीय क्रम मापदंडों के बीच युग्मन से संबंधित है। सामग्रियों के इस वर्ग में, अग्रणी अनुसंधान सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक रूप से, गतिशील मैग्नेटोइलेक्ट्रिक युग्मन की मूलभूत सीमाओं (जैसे आंतरिक युग्मन वेग, युग्मन शक्ति, पदार्थ संश्लेषण) की खोज कर रहा है और नई प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए इन दोनों तक कैसे पहुंचा जा सकता है और उनका उपयोग कैसे किया जा सकता है।

मैग्नेटोइलेक्ट्रिक कपलिंग पर आधारित प्रस्तावित प्रौद्योगिकियों के केंद्र में स्विचिंग प्रक्रियाएं हैं, जो विद्युत क्षेत्र के साथ पदार्थ के मैक्रोस्कोपिक चुंबकीय गुणों के हेरफेर का वर्णन करती हैं और इसके विपरीत। इन प्रक्रियाओं की अधिकांश भौतिकी डोमेन और डोमेन वाल्स की गतिशीलता द्वारा वर्णित है। वर्तमान अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण लक्ष्य स्विचिंग समय को एक सेकंड के अंश (अर्ध-स्थैतिक शासन) से कम करके, नैनोसेकंड रेंज की ओर और तेजी से कम करना है, बाद वाला आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स, जैसे कि अगली पीढ़ी के मेमोरी उपकरणों के लिए आवश्यक विशिष्ट समय पैमाना है।

पिकोसेकंड, फेमटोसेकंड और यहां तक ​​कि एटोसेकंड पैमाने पर संचालित होने वाली अल्ट्राफास्ट प्रक्रियाएं उन ऑप्टिकल तरीकों से संचालित और अध्ययन की जाती हैं जो आधुनिक विज्ञान की अग्रिम पंक्ति में हैं। इन कम समय के पैमानों पर अवलोकनों को रेखांकित करने वाली भौतिकी गैर-संतुलन गतिशीलता द्वारा नियंत्रित होती है, और सामान्यतः गुंजयमान प्रक्रियाओं का उपयोग करती है। अल्ट्राफास्ट प्रक्रियाओं का एक प्रदर्शन 40 एफएस 800 एनएम लेजर पल्स द्वारा उत्तेजना के तहत CuO में कोलिनियर एंटीफेरोमैग्नेटिक अवस्था से सर्पिल एंटीफेरोमैग्नेटिक अवस्था में स्विच करना है। दूसरा उदाहरण एंटीफेरोमैग्नेटिक NiO पर THz विकिरण के साथ स्पिन तरंगों के सीधे नियंत्रण की संभावना को दर्शाता है। ये इस बात का आशाजनक प्रदर्शन हैं कि मैग्नेटोइलेक्ट्रिक डायनेमिक्स के मिश्रित चरित्र की मध्यस्थता से मल्टीफेरिक्स में इलेक्ट्रिक और चुंबकीय गुणों के स्विचिंग से अल्ट्राफास्ट डेटा प्रोसेसिंग, संचार और क्वांटम कंप्यूटिंग डिवाइस कैसे बन सकते हैं।

एमएफ गतिशीलता में वर्तमान शोध का उद्देश्य विभिन्न खुले प्रश्नों का समाधान करना है; अल्ट्रा-हाई स्पीड डोमेन स्विचिंग का व्यावहारिक कार्यान्वयन और प्रदर्शन, ट्यून करने योग्य गतिशीलता पर आधारित नए अनुप्रयोगों का विकास, जैसे ढांकता हुआ गुणों की आवृत्ति निर्भरता, उत्तेजनाओं के मिश्रित चरित्र की मौलिक समझ (उदाहरण के लिए एमई स्थिति में, मिश्रित फोनन-मैग्नॉन मोड - 'इलेक्ट्रोमैग्नॉन'), और एमएफ युग्मन से जुड़े नए भौतिकी की संभावित खोज।

डोमेन और डोमेन वाल्स
किसी भी फेरोइक पदार्थ की तरह, मल्टीफ़ेरोइक प्रणाली डोमेन में खंडित होती है। चुंबकीय डोमेन स्थानिक रूप से विस्तारित क्षेत्र है जिसके क्रम मापदंडों की निरंतर दिशा और चरण होता है। परिवेश डोमेन को संक्रमण क्षेत्रों द्वारा अलग किया जाता है जिन्हें डोमेन वाल्स कहा जाता है।

मल्टीफ़ेरोइक डोमेन के गुण
एकल फेरोइक क्रम वाली सामग्रियों के विपरीत, मल्टीफ़ेरोइक्स में डोमेन में अतिरिक्त गुण और कार्यक्षमताएं होती हैं। उदाहरण के लिए, उन्हें कम से कम दो क्रम मापदंडों की एक असेंबली की विशेषता होती है। क्रम पैरामीटर स्वतंत्र हो सकते हैं (टाइप-I मल्टीफ़ेरोइक के लिए विशिष्ट लेकिन अनिवार्य नहीं) या युग्मित (टाइप-II मल्टीफ़ेरोइक के लिए अनिवार्य)।

कई उत्कृष्ट गुण जो मल्टीफ़ेरोइक्स में डोमेन को एकल फेरोइक क्रम वाली सामग्रियों से अलग करते हैं, क्रम मापदंडों के बीच युग्मन के परिणाम हैं। ये मुद्दे नई कार्यक्षमताओं को जन्म देते हैं जो इन सामग्रियों में वर्तमान रुचि को स्पष्ट करते हैं।
 * युग्मन डोमेन के वितरण और/या टोपोलॉजी के साथ पैटर्न को जन्म दे सकता है जो मल्टीफ़ेरिक्स के लिए विशिष्ट है।
 * क्रम-पैरामीटर युग्मन सामान्यतः एक डोमेन में सजातीय होता है, यानी, ग्रेडिएंट प्रभाव नगण्य होते हैं।
 * कुछ स्थितियों में किसी डोमेन पैटर्न के लिए क्रम पैरामीटर का औसत शुद्ध मूल्य किसी व्यक्तिगत डोमेन के क्रम पैरामीटर के मूल्य की तुलना में युग्मन के लिए अधिक प्रासंगिक होता है।

मल्टीफ़ेरोइक डोमेन वाल्स के गुण
डोमेन वाल्स डोमेन से दूसरे डोमेन में क्रम पैरामीटर के स्थानांतरण में मध्यस्थता करने वाले संक्रमण के स्थानिक रूप से विस्तारित क्षेत्र हैं। डोमेन की तुलना में डोमेन की वाल्स सजातीय नहीं हैं और उनमें समरूपता कम हो सकती है। यह मल्टीफ़ेरोइक के गुणों और इसके क्रम मापदंडों के युग्मन को संशोधित कर सकता है। मल्टीफ़ेरोइक डोमेन वाल्स विशेष स्थैतिक प्रदर्शित कर सकती हैं और गतिशील गुण।

स्थैतिक गुण स्थिर वाल्स को संदर्भित करते हैं। इनका परिणाम हो सकता है
 * घटी हुई आयामता
 * वाल की सीमित चौड़ाई
 * वाल की भिन्न समरूपता
 * वाल्स के भीतर अंतर्निहित रासायनिक, इलेक्ट्रॉनिक, या क्रम-पैरामीटर असमानता और परिणामी ढाल प्रभाव।

संश्लेषण
मल्टीफ़ेरोइक गुण विभिन्न प्रकार की सामग्रियों में दिखाई दे सकते हैं। इसलिए, कई पारंपरिक पदार्थ निर्माण मार्गों का उपयोग किया जाता है, जिसमें सॉलिड-स्टेट रसायन विज्ञान, जलतापीय संश्लेषण, SOL-जेल |सोल-जेल प्रसंस्करण, वैक्यूम जमाव, फ़्लोटिंग ज़ोन क्रिस्टल विकास विकास।

कुछ प्रकार के मल्टीफ़ेरोइक्स के लिए अधिक विशिष्ट प्रसंस्करण तकनीकों की आवश्यकता होती है, जैसे


 * पतली फिल्म जमाव के लिए वैक्यूम आधारित जमाव (उदाहरण के लिए: आणविक किरण एपिटेक्सी, स्पंदित लेजर जमाव) कुछ फायदे का फायदा उठाने के लिए जो 2-आयामी स्तरित संरचनाओं के साथ आ सकते हैं जैसे: तनाव मध्यस्थ मल्टीफ़ेरिक्स, हेटरोस्ट्रक्चर, अनिसोट्रॉपी।
 * मेटास्टेबल या अत्यधिक विकृत संरचनाओं को स्थिर करने के लिए, या बिस्मथ की उच्च अस्थिरता के कारण द्वि-आधारित मल्टीफ़ेरिक्स के स्थिति में उच्च दबाव ठोस अवस्था संश्लेषण।

सामग्रियों की सूची
आज तक पहचाने गए अधिकांश मल्टीफ़ेरोइक पदार्थ संक्रमण-धातु ऑक्साइड हैं, जो ऑक्सीजन और प्रायः अतिरिक्त मुख्य-समूह धनायन के साथ (सामान्यतः 3डी) संक्रमण धातुओं से बने यौगिक होते हैं। कुछ कारणों से मल्टीफ़ेरोइक्स की पहचान के लिए संक्रमण-धातु ऑक्साइड पदार्थ का एक अनुकूल वर्ग है:


 * संक्रमण धातु पर स्थानीयकृत 3डी इलेक्ट्रॉन सामान्यतः चुंबकीय होते हैं यदि वे आंशिक रूप से इलेक्ट्रॉनों से भरे हों।
 * आवर्त सारणी में ऑक्सीजन अच्छे स्थान पर है क्योंकि यह संक्रमण धातुओं के साथ जो बंधन बनाता है वह न तो बहुत अधिक आयनिक होता है (अपने परिवेश फ्लोरीन, एफ की तरह) या बहुत अधिक सहसंयोजक (अपने परिवेश नाइट्रोजन, एन की तरह)। परिणामस्वरूप, संक्रमण धातुओं के साथ इसके बंधन ध्रुवीकरण योग्य होते हैं, जो फेरोइलेक्ट्रिसिटी के लिए अनुकूल है।
 * संक्रमण धातुएं और ऑक्सीजन पृथ्वी पर प्रचुर मात्रा में, गैर विषैले, स्थिर और पर्यावरण के अनुकूल होते हैं।

कई मल्टीफ़ेरोइक्स में पेरोव्स्काइट (संरचना) संरचना होती है। यह कुछ हद तक ऐतिहासिक है – अच्छी तरह से अध्ययन किए गए अधिकांश फेरोइलेक्ट्रिक्स पेरोव्स्काइट हैं – और आंशिक रूप से संरचना की उच्च रासायनिक बहुमुखी प्रतिभा के कारण।

नीचे उनके फेरोइलेक्ट्रिक और चुंबकीय क्रमबद्ध तापमान के साथ कुछ सबसे अच्छी तरह से अध्ययन किए गए मल्टीफ़ेरोइक्स की सूची दी गई है। जब कोई पदार्थ एक से अधिक फेरोइलेक्ट्रिक या चुंबकीय चरण संक्रमण दिखाती है, तो मल्टीफ़ेरोइक व्यवहार के लिए सबसे अधिक प्रासंगिक दिया जाता है।

यह भी देखें

 * फेरोटोरॉयडिसिटी

मल्टीफ़ेरोइक्स पर वार्ता और वृत्तचित्र
फ़्रांस 24 डॉक्यूमेंट्री निकोला स्पाल्डिन: मल्टीफ़ेरोइक्स के पीछे अग्रणी (12 मिनट) https://www.youtube.com/watch?v=bfVKtIcl2Nk&t=10s

यू मिशिगन में आर. रमेश द्वारा चुंबकत्व का विद्युत क्षेत्र नियंत्रण सेमिनार (1 घंटा) https://www.youtube.com/watch?v=dTpr9CEYP6M

ईटीएच ज्यूरिख में मल्टीफ़ेरोइक्स के लिए मैक्स रोस्लर पुरस्कार (5 मिनट): https://www.youtube.com/watch?v=Nq0j6xrNcLk

आईसीटीपी कोलोक्वियम पदार्थ से ब्रह्माण्ड विज्ञान तक; निकोला स्पाल्डिन द्वारा माइक्रोस्कोप के तहत प्रारंभिक ब्रह्मांड का अध्ययन (1 घंटा) https://www.youtube.com/watch?v=CYHB0BZQU-U

मल्टीफेर्रोइक्स का उपयोग करके अत्यधिक कार्यात्मक उपकरणों की ओर त्सुयोशी किमुरा का शोध (4 मिनट): https://www.youtube.com/watch?v=_KfySbeVO4M

योशी टोकुरा द्वारा सामग्रियों में बिजली और चुंबकत्व के बीच मजबूत संबंध (45 मिनट): https://www.youtube.com/watch?v=i6tcSXbEELE

अगले भौतिक युग के लिए वाल तोड़ना, फ़ॉलिंग वॉल्स, बर्लिन (15 मिनट): https://www.youtube.com/watch?v=pirXBfwni-w