Fysiker lyckades upptäcka en ny magnetoelektrisk effekt

Som du vet har elektricitet och magnetism en ganska nära relation. När allt kommer omkring bildar högspänningsledningar ett elektromagnetiskt fält och magneterna som roterar i generatorn startar processen att generera elektricitet. Men denna anslutning är mycket mer komplicerad än den verkar vid första anblicken, eftersom det finns en elektrisk och magnetisk anslutning i vissa material.

Så de elektriska egenskaperna påverkas av magnetfält och vice versa. I denna situation talar de om den "magnetoelektriska effekten", som spelar en extremt viktig roll i vissa enheter.

Första experiment med unikt material

Forskargruppen vid Wiens tekniska universitet genomförde en studie av ett material för vilket magnetoelektriska effekten vid första anblicken var omöjlig.

Den så kallade langasiten, en kristall bestående av lantan, gallium, kisel och syre, som dessutom är dopad med holmiumatomer, har studerats noggrant.

Samtidigt visade de utförda experimenten att den magnetoelektriska effekten också observeras i detta material. Det fungerar bara annorlunda än den vanliga algoritmen.

Som det visade sig kan även en mycket liten förändring i magnetfältets riktning förändra materialets elektriska egenskaper i motsatt tillstånd.

Men hela fångsten är att, enligt teorin, kan detta material inte ha en magnetoelektrisk effekt, eftersom långasitkristallgitteret är idealiskt symmetriskt.

Som referens. Förhållandet mellan elektriska och magnetiska egenskaper beror på om kristallen har inre symmetri eller inte. Så om i en kristall av ett ämne är ena sidan av kristallen en spegelbild av den andra sidan, så i ett sådant material, enligt teoretiska beräkningar.

Men som experiment har visat, om du ökar magnetfältets styrka, händer något ovanligt och det är holmiumatomerna som ändrar sitt ursprungliga kvanttillstånd och förvärvar en magnetisk ögonblick. Det är detta ögonblick som bryter kristallens idealiska symmetri.

Naturligtvis, från geometrins synvinkel, har kristallen som övervägs också förblivit perfekt symmetrisk, men det är bara nödvändigt att ta hänsyn till atomernas magnetism. Men han bara förändrade och därmed bröt symmetrin.

Det visar sig att den elektriska polarisationen av kristallen inte kan förändras på grund av magnetfältets påverkan, utan på grund av den magnetoelektriska effekten och det elektriska fältet.

Men den magnetoelektriska effektens unika egenskaper slutade inte där. Det visar sig att om magnetfältets riktning ändras något, kan polarisationen helt vändas.

Med andra ord är det tillräckligt att rotera magnetfältet något för att göra det möjligt att ändra den elektriska polarisationen av kristallen.

Detta är en helt ny form av den magnetoelektriska effekten, som inte har observerats någon annanstans.

Vilka är utsikterna att öppna

Varje upptäckt måste vara till nytta. Forskare planerar att fortsätta experimenten och testa om ett elektriskt fält kan ändra elektriska egenskaper. Om det nya experimentet lyckas, med den nya principen, kommer det att vara möjligt att implementera en helt ny typ av SSD-minne.

Gillade du materialet? Sedan gillar vi, prenumererar och skriver en kommentar. Tack för din uppmärksamhet!