Fyzikům se podařilo objevit nový magnetoelektrický efekt

Jak víte, elektřina a magnetismus mají velmi blízký vztah. Přeci jen fungující vysokonapěťová elektrická vedení tvoří elektromagnetické pole a magnety rotující v generátoru zahajují proces výroby elektřiny. Toto spojení je ale mnohem komplikovanější, než se na první pohled zdá, protože v některých materiálech je elektrické a magnetické spojení.

Elektrické vlastnosti jsou tedy ovlivněny magnetickými poli a naopak. V této situaci hovoří o „magnetoelektrickém jevu“, který hraje v některých zařízeních nesmírně důležitou roli.

První experimenty s unikátním materiálem

Výzkumná skupina Vídeňské technické univerzity provedla studii materiálu, u kterého na první pohled nebyl magnetoelektrický efekt možný.

Takzvaný langasit, krystal sestávající z lanthanu, galia, křemíku a kyslíku, který je navíc dopován atomy holmia, byl důkladně studován.

Provedené experimenty zároveň ukázaly, že v tomto materiálu je také pozorován magnetoelektrický efekt. Funguje to jinak než obvyklý algoritmus.

Jak se ukázalo, i velmi malá změna směru magnetického pole může změnit elektrické vlastnosti materiálu v opačném stavu.

Ale celý háček je v tom, že podle teorie tento materiál nemůže mít magnetoelektrický efekt, protože krystalová mřížka langasitu je ideálně symetrická.

Pro referenci. Vztah mezi elektrickými a magnetickými vlastnostmi závisí na tom, zda má krystal vnitřní symetrii nebo ne. Pokud je tedy v krystalu látky jedna strana krystalu zrcadlovým obrazem druhé strany, pak v takovém materiálu, podle teoretických výpočtů.

Ale jak ukázaly experimenty, pokud zvýšíte sílu magnetického pole, stane se něco neobvyklého a jsou to atomy holmia, které mění svůj počáteční kvantový stav a získávají magnetický okamžik. Právě tento okamžik narušuje ideální symetrii krystalu.

Z hlediska geometrie uvažovaný krystal samozřejmě také zůstal dokonale symetrický, ale je nutné vzít v úvahu pouze magnetismus atomů. Ale právě se změnil a tím narušil symetrii.

Ukazuje se, že elektrická polarizace krystalu se může změnit ne vlivem magnetického pole, ale díky magnetoelektrickému jevu a elektrickému poli.

Tím ale jedinečné vlastnosti magnetoelektrického jevu neskončily. Ukazuje se, že pokud se mírně změní směr magnetického pole, pak lze polarizaci zcela obrátit.

Jinými slovy, stačí mírně pootočit magnetické pole, aby bylo možné změnit elektrickou polarizaci krystalu.

Jedná se o zcela novou formu magnetoelektrického jevu, která nebyla nikde jinde pozorována.

Jaké jsou vyhlídky na otevření

Jakýkoli objev musí být prospěšný. Vědci plánují pokračovat v experimentech a testovat, zda je elektrické pole schopné měnit elektrické vlastnosti. Pokud nový experiment uspěje, bude možné pomocí nového principu implementovat zcela nový typ polovodičové paměti.

Líbil se vám materiál? Pak se nám to líbí, odebíráme a píšeme komentář. Děkuji za pozornost!