Fizykom udało się odkryć nowy efekt magnetoelektryczny

Jak wiecie, elektryczność i magnetyzm mają dość bliski związek. W końcu pracujące linie wysokiego napięcia wytwarzają pole elektromagnetyczne, a obracające się w generatorze magnesy rozpoczynają proces generowania prądu. Ale to połączenie jest znacznie bardziej skomplikowane, niż się wydaje na pierwszy rzut oka, ponieważ w niektórych materiałach występuje połączenie elektryczne i magnetyczne.

Tak więc na właściwości elektryczne wpływają pola magnetyczne i odwrotnie. W tej sytuacji mówią o „efektu magnetoelektrycznym”, który w niektórych urządzeniach odgrywa niezwykle ważną rolę.

Pierwsze eksperymenty z unikalnym materiałem

Grupa badawcza Politechniki Wiedeńskiej przeprowadziła badanie materiału, dla którego na pierwszy rzut oka efekt magnetoelektryczny był niemożliwy.

Tak zwany langasyt, kryształ składający się z lantanu, galu, krzemu i tlenu, który jest dodatkowo domieszkowany atomami holmu, został gruntownie przebadany.

Jednocześnie przeprowadzone eksperymenty wykazały, że w tym materiale obserwuje się również efekt magnetoelektryczny. Po prostu działa inaczej niż zwykły algorytm.

Jak się okazało, nawet bardzo niewielka zmiana kierunku pola magnetycznego może zmienić właściwości elektryczne materiału w odwrotnym stanie.

Ale cały haczyk polega na tym, że zgodnie z teorią materiał ten nie może mieć efektu magnetoelektrycznego, ponieważ sieć krystaliczna langazytu jest idealnie symetryczna.

Na przykład. Zależność między właściwościami elektrycznymi i magnetycznymi zależy od tego, czy kryształ ma wewnętrzną symetrię, czy nie. Jeśli więc w krysztale substancji jedna strona kryształu jest lustrzanym odbiciem drugiej strony, to w takim materiale, według obliczeń teoretycznych.

Ale jak wykazały eksperymenty, jeśli zwiększysz siłę pola magnetycznego, dzieje się coś niezwykłego i to atomy holmu zmieniają swój początkowy stan kwantowy i uzyskują magnetyzm za chwilę. To właśnie ten moment łamie idealną symetrię kryształu.

Oczywiście z punktu widzenia geometrii rozważany kryształ również pozostał idealnie symetryczny, ale trzeba tylko wziąć pod uwagę magnetyzm atomów. Ale po prostu się zmienił i tym samym złamał symetrię.

Okazuje się, że polaryzacja elektryczna kryształu może się zmieniać nie pod wpływem pola magnetycznego, ale pod wpływem efektu magnetoelektrycznego i pola elektrycznego.

Na tym jednak nie kończyły się wyjątkowe właściwości efektu magnetoelektrycznego. Okazuje się, że jeśli kierunek pola magnetycznego zostanie nieznacznie zmieniony, to polaryzację można całkowicie odwrócić.

Innymi słowy wystarczy lekko obrócić pole magnetyczne, aby możliwa była zmiana polaryzacji elektrycznej kryształu.

Jest to zupełnie nowa forma efektu magnetoelektrycznego, niespotykana nigdzie indziej.

Jakie są perspektywy otwarcia

Każde odkrycie musi być korzystne. Naukowcy planują kontynuować eksperymenty i sprawdzić, czy pole elektryczne jest w stanie zmienić właściwości elektryczne. Jeśli nowy eksperyment się powiedzie, to zgodnie z nową zasadą możliwe będzie zaimplementowanie zupełnie nowego typu pamięci półprzewodnikowej.

Podobał Ci się materiał? Wtedy nam się podoba, subskrybujemy i piszemy komentarz. Dziękuję za uwagę!