Fysikere klarte å oppdage en ny magnetoelektrisk effekt

Som du vet har elektrisitet og magnetisme et ganske nært forhold. Tross alt danner høyspentledninger et elektromagnetisk felt, og magnetene som roterer i generatoren starter prosessen med å generere elektrisitet. Men denne forbindelsen er mye mer komplisert enn den ser ut ved første øyekast, fordi det er en elektrisk og magnetisk forbindelse i noen materialer.

Så de elektriske egenskapene påvirkes av magnetfelt og omvendt. I denne situasjonen snakker de om den "magnetoelektriske effekten", som spiller en ekstremt viktig rolle i noen enheter.

Første eksperimenter med unikt materiale

Forskergruppen ved Wien Universitet for teknologi gjennomførte en studie av et materiale som ved første øyekast var den magnetoelektriske effekten umulig.

Den såkalte langasitten, en krystall bestående av lantan, gallium, silisium og oksygen, som i tillegg er dopet med holmiumatomer, har blitt grundig studert.

Samtidig viste de utførte eksperimentene at den magnetoelektriske effekten også observeres i dette materialet. Det fungerer bare annerledes enn den vanlige algoritmen.

Som det viste seg, kan selv en svært liten endring i magnetfeltets retning endre de elektriske egenskapene til materialet i motsatt tilstand.

Men hele fangsten er at ifølge teorien kan dette materialet ikke ha en magnetoelektrisk effekt, siden langasittkrystallgitteret er ideelt symmetrisk.

For referanse. Forholdet mellom elektriske og magnetiske egenskaper avhenger av om krystallet har indre symmetri eller ikke. Så hvis i en krystall av et stoff den ene siden av krystallen er et speilbilde av den andre siden, så i et slikt materiale, ifølge teoretiske beregninger.

Men som eksperimenter har vist, hvis du øker styrken til magnetfeltet, så skjer det noe uvanlig, og det er holmiumatomene som endrer sin opprinnelige kvantetilstand og skaffer seg en magnetisk øyeblikk. Det er dette øyeblikket som bryter krystallets ideelle symmetri.

Fra geometrisk synspunkt har selvfølgelig den krystallen som er vurdert også forblitt perfekt symmetrisk, men det er bare nødvendig å ta hensyn til atomenes magnetisme. Men han forandret seg og brøt dermed symmetrien.

Det viser seg at den elektriske polarisasjonen av krystallet ikke kan endres på grunn av påvirkning av magnetfeltet, men på grunn av den magnetoelektriske effekten og det elektriske feltet.

Men de unike egenskapene til den magnetoelektriske effekten endte ikke der. Det viser seg at hvis magnetfeltets retning endres litt, kan polarisasjonen reverseres fullstendig.

Med andre ord er det nok å rotere magnetfeltet litt for å gjøre det mulig å endre krystallets elektriske polarisering.

Dette er en helt ny form for magnetoelektrisk effekt, som ikke er observert andre steder.

Hva er utsiktene til å åpne

Enhver oppdagelse må være fordelaktig. Forskere planlegger å fortsette eksperimenter og teste om et elektrisk felt er i stand til å endre elektriske egenskaper. Hvis det nye eksperimentet lykkes, vil det ved hjelp av det nye prinsippet være mulig å implementere en helt ny type solid-state-minne.

Likte du materialet? Så liker vi, abonnerer og skriver en kommentar. Takk for din oppmerksomhet!