This work reports the simultaneous observation of converse magnetoelectric (CME) and direct magnetoelectric (DME) effects in LaYFe2O6. The structural, magnetic, and magnetoelectric properties of LaYFe2O6, prepared by the sol-gel auto-combustion method and sintered at various temperatures, have been studied. The x-ray powder diffraction study suggests the double perovskite structure with symmetries P21nm (∼90%) and Pbnm (∼10%). The alternate ordering of La and Y ions is confirmed by the neutron powder diffraction (ND) study, which also suggests the antiferromagnetic (AFM) ordering of spins. AFM behavior is also manifested by the magnetic field-dependent magnetization (M) measurement. A higher P21nm phase content is desirable in the context of magnetoelectricity. Magnetic transition (∼700 K) is asserted in the temperature-dependent M measurement. The isothermal magnetization study shows weak ferromagnetism probably due to gradually increasing spin canting with temperature until the transition temperature. The highest CME coefficient (∼2.26 mOe cm/V) as well as DME coefficient (∼0.45 mV/cm Oe) in this material are recorded. True magnetoelectricity for temperature as high as 400 K opens up a new avenue on the playground of magnetoelectric (ME)-based applications.

1.
Y.
Otsuki
,
S.
Kimura
,
S.
Awaji
, and
M.
Nakano
,
Phys. Rev. Lett.
128
,
117601
(
2022
).
2.
A.
Sasani
,
J.
Íñiguez
, and
E.
Bousquet
,
Phys. Rev. B
105
,
064414
(
2022
).
3.
J. F.
Scott
,
Nat. Mater.
6
,
256
(
2007
).
4.
J.-M. Hu
and
C.-W.
Nan
,
APL Mater.
7
,
080905
(
2019
).
5.
T.
Bayaraa
,
Y.
Yang
,
M.
Ye
, and
L.
Bellaiche
,
Phys. Rev. B
103
,
L060103
(
2021
).
6.
M.
Etier
,
V. V.
Shvartsman
,
S.
Salamon
,
Y.
Gao
,
H.
Wende
, and
D. C.
Lupascu
,
J. Am. Ceram. Soc.
99
,
3623
(
2016
).
7.
T.-D.
Onuta
,
Y.
Wang
,
C. J.
Long
, and
I.
Takeuchi
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
203506
(
2011
).
8.
S. K.
Ghosh
,
K.
Roy
,
H. K.
Mishra
,
M. R.
Sahoo
,
B.
Mahanty
,
P. N.
Vishwakarma
, and
D.
Mandal
,
ACS Sustainable Chem. Eng.
8
,
864
(
2020
).
9.
Y.
Ogo
,
H.
Yanagi
,
T.
Kamiyab
,
K.
Nomura
,
M.
Hiranoc
, and
H.
Hosonob
,
J. Appl. Phys.
101
,
103714
(
2007
).
10.
D.
Venkateshvaran
,
M.
Althammer
,
A.
Nielsen
,
S.
Geprägs
,
M. S. R.
Rao
,
S. T. B.
Goennenwein
,
M.
Opel
, and
R.
Gross
,
Phys. Rev. B
79
,
134405
(
2009
).
11.
S. W.
Cheong
and
M.
Mostovoy
,
Nat. Mater.
6
,
13
(
2007
).
12.
M.
Gen
,
A.
Miyake
,
H.
Yagiuchi
,
Y.
Watanabe
,
A.
Ikeda
,
Y. H.
Matsuda
,
M.
Tokunaga
,
T.
Arima
, and
Y.
Tokunaga
,
Phys. Rev. B
105
,
214412
(
2022
).
13.
A.
Edström
and
C.
Ederer
,
Phys. Rev. Lett.
124
,
167201
(
2020
).
14.
M. R.
Sahoo
,
A.
Barik
,
S.
Kuila
,
S.
Tiwary
, and
P. N.
Vishwakarma
,
J. Appl. Phys.
126
,
074104
(
2019
).
15.
R.
Jana
,
D.
Sheptyakov
,
X.
Ma
,
J. A.
Alonso
,
M.
Pi
,
A.
Muñoz
,
Z.
Liu
,
L.
Zhao
,
N.
Su
,
S.
Jin
,
X.
Ma
,
K.
Sun
,
D.
Chen
,
S.
Dong
,
Y.
Chai
,
S.
Li
, and
J.
Cheng
,
Phys. Rev. B
100
,
094109
(
2019
).
16.
N.
Narayanan
,
P. J.
Graham
,
P.
Rovillain
,
J.
O’Brien
,
J.
Bertinshaw
,
S.
Yick
,
J.
Hester
,
A.
Maljuk
,
D.
Souptel
,
B.
Büchner
,
D.
Argyriou
, and
C.
Ulrich
,
Phys. Rev. B
105
,
214413
(
2022
).
17.
S.
Tiwary
,
S.
Kuila
,
M. R.
Sahoo
,
A.
Barik
,
R.
Ghosh
,
P. S. R.
Krishna
,
P. D.
Babu
,
V.
Siruguri
,
R. J.
Choudhary
,
A. K.
Sinha
, and
P. N.
Vishwakarma
,
J. Appl. Phys.
127
,
214101
(
2020
).
18.
S. G.
Bahoosh
,
J. M.
Wesselinowa
, and
S.
Trimper
,
Phys. Status Solidi B
249
,
1602
(
2012
).
19.
P. R.
Mandal
,
A.
Khan
, and
T. K.
Nath
,
J. Appl. Phys.
128
,
024104
(
2020
).
20.
A.
Cook
and
A.
Paramekanti
,
Phys. Rev. B
88
,
235102
(
2013
).
21.
R. X.
Silva
,
R. L.
Moreira
,
R. M.
Almeida
,
R.
Paniago
, and
C. W. A.
Paschoal
,
J. Appl. Phys.
117
,
214105
(
2015
).
22.
A.
Halder
,
S.
Das
,
P.
Sanyal
, and
T. S.
Dasgupta
,
Sci. Rep.
11
,
21764
(
2021
).
23.
A.
Paul
and
T.
Birol
,
Phys. Rev. Res.
2
,
033156
(
2020
).
24.
X.
Zhao
,
P.-j.
Guo
,
F.
Ma
, and
Z.-Y.
Lu
,
Phys. Rev. B
103
,
085138
(
2021
).
25.
G.
Jackeli
,
Phys. Rev. B
68
,
092401
(
2003
).
26.
B.
Zhao
,
L.
Zhang
,
D.
Zhen
,
S.
Yoo
,
Y.
Ding
,
D.
Chen
,
Y.
Chen
,
Q.
Zhang
,
B.
Doyle
,
X.
Xiong
, and
M.
Liu
,
Nat. Commun.
8
,
14586
(
2017
).
27.
S.
Ravi
and
C.
Senthilkumar
,
J. Alloys Compd.
699
,
463
(
2017
).
28.
A.
Halder
,
A.
Ghosh
, and
T. S.
Dasgupta
,
Phys. Rev. Mater.
3
,
084418
(
2019
).
29.
P. S.
Wang
,
W.
Ren
,
L.
Bellaiche
, and
H. J.
Xiang
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
147204
(
2015
).
30.
P. N.
Lekshmi
,
G. R.
Raji
,
M.
Vasundhara
,
M. R.
Varma
,
S. S.
Pillai
, and
M.
Valant
,
J. Mater. Chem. C
1
,
6565
(
2013
).
31.
C.
De
and
A.
Sundaresan
,
Phys. Rev. B
97
,
214418
(
2018
).
32.
J.
Blasco
,
G.
Subías
,
J. L.
García Muñoz
,
F.
Fauth
,
M. C.
Sánchez
, and
J.
García
,
Phys. Rev. B
103
,
214110
(
2021
).
33.
G.
King
and
P. M.
Woodward
,
J. Mater. Chem.
20
,
5785
(
2010
).
34.
T. T.
Gao
,
T. L.
Sun
,
X. Q.
Liu
,
H. Y.
Zhou
,
H.
Tian
,
L.
Bellaiche
, and
X. M.
Chen
,
Appl. Phys. Lett.
114
,
212904
(
2019
).
35.
E.
Devi
,
B. J.
Kalaiselvi
,
K.
Madhan
,
D.
Vanidha
,
S. S.
Meena
, and
R.
Kannan
,
J. Appl. Phys.
124
,
084102
(
2018
).
36.
S.
Acharya
,
J.
Mondal
,
S.
Ghosh
,
S. K.
Roy
, and
P. K.
Chakrabarti
,
Mater. Lett.
64
,
415
(
2010
).
37.
S.
Ghosh
,
H.
Das
, and
C. J.
Fennie
,
Phys. Rev. B
92
,
184112
(
2015
).
38.
P. V.
Coutinho
,
F.
Cunha
, and
P.
Barrozo
,
Solid State Commun.
252
,
59
(
2017
).
39.
T. T.
Gao
,
X. N.
Zhu
,
J.
Chen
,
X. Q.
Liu
, and
X. M.
Chen
,
J. Alloys Compd.
792
,
665
(
2019
).
40.
M. M.
Kumar
,
A.
Srinivas
,
S. V.
Suryanarayana
,
G. S.
Kumar
, and
T.
Bhimasankaram
,
Bull. Mater. Sci.
21
,
251
(
1998
).
41.
S.
Kuila
,
S.
Tiwary
,
M. R.
Sahoo
,
A.
Barik
, and
P. N.
Vishwakarma
,
J. Alloys Compd.
709
,
158
(
2017
).
42.
A.
Barik
,
M. R.
Sahoo
,
R.
Ghosh
,
S.
Tiwary
,
S.
Kuila
,
D.
Takhar
,
B.
Birajdar
, and
P. N.
Vishwakarma
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
55
,
345001
(
2022
).
43.
P.
Pal
,
S. D.
Kaushik
,
S.
Badola
,
S.
Kuila
,
P.
Rajput
,
S.
Saha
,
P. N.
Vishwakarma
, and
A. K.
Singh
,
J. Appl. Phys.
130
,
184101
(
2021
).
44.
R. D.
Shannon
,
Acta Cryst.
32
,
751
(
1976
).
45.
S.
Jabbarzare
,
M.
Abdellahi
,
H.
Ghayour
,
A.
Arpanahi
, and
A.
Khandan
,
J. Alloys Compd.
694
,
800
(
2017
).
46.
J.
Wu
and
C.
Leighton
,
Phys. Rev. B
67
,
174408
(
2003
).
47.
Y.
Choi
,
Y. Z.
Yoo
,
O.
Chmaissem
,
A.
Ullah
,
S.
Kolesnik
,
C. W.
Kimball
,
D.
Haskel
,
J. S.
Jiang
, and
S. D.
Bader
,
J. Appl. Phys.
103
,
07B517
(
2008
).
48.
K.
Bhoi
,
S.
Dash
,
S.
Dugu
,
D. K.
Pradhan
,
A. K.
Singh
,
P. N.
Vishwakarma
,
R. S.
Katiyar
, and
D. K.
Pradhan
,
J. Compos. Sci.
5
,
165
(
2021
).
49.
S.
Rayaprol
,
S.
Mukherjee
,
S. D.
Kaushik
,
S.
Matteppanavar
, and
B.
Angadi
,
J. Appl. Phys.
118
,
054103
(
2015
).
50.
X.
Chen
,
A.
Hochstrat
,
P.
Borisov
, and
W.
Kleemanna
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
202508
(
2006
).
51.
S.
Zhou
,
J.
Wang
,
X.
Chang
,
S.
Wang
,
B.
Qian
,
Z.
Han
,
Q.
Xu
,
J.
Du
,
P.
Wang
, and
S.
Dong
,
Sci. Rep.
5
,
18392
(
2015
).
52.
S.
Tiwary
,
S.
Kuila
,
M. R.
Sahoo
,
A.
Barik
,
P. D.
Babu
, and
P. N.
Vishwakarma
,
J. Appl. Phys.
124
,
044101
(
2018
).
53.
F.
Du
,
A.
Li
,
D.
Liu
,
S.
Zhan
,
F.
Hu
,
C.
Wang
,
Y.
Chen
,
S.
Feng
, and
G.
Chen
,
J. Magn. Magn. Mater.
321
,
1975
(
2009
).
54.
A.
Barik
,
M. R.
Sahoo
,
S.
Kuila
,
S.
Tiwary
, and
P. N.
Vishwakarma
,
J. Magn. Magn. Mater.
495
,
165880
(
2020
).
55.
S.
Tiwary
,
S.
Kuila
,
M. R.
Sahoo
,
A.
Barik
,
R.
Ghosh
,
P. D.
Babu
,
U.
Deshpande
, and
P. N.
Vishwakarma
,
J. Appl. Phys.
127
,
134103
(
2020
).
56.
V. K.
Vlasko-Vlasov
,
Y. K.
Lin
,
D. J.
Miller
,
U.
Welp
,
G. W.
Crabtree
, and
V. I.
Nikitenko
,
Phys. Rev. Lett.
84
,
2239
(
2000
).
57.
A.
Aubert
,
V.
Loyau
,
Y.
Pascal
,
F.
Mazaleyrat
, and
M.
LoBue
,
Phys. Rev. Appl.
9
,
044035
(
2018
).
58.
E. W.
Lee
,
Rep. Prog. Phys.
18
,
184
(
1955
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.