Fysikere formåede at opdage en ny magnetoelektrisk effekt

Som du ved, har elektricitet og magnetisme et ret tæt forhold. Trods alt danner arbejdende højspændingsledninger et elektromagnetisk felt, og magneterne, der roterer i generatoren, starter processen med at generere elektricitet. Men denne forbindelse er meget mere kompliceret, end den ser ud ved første øjekast, fordi der er en elektrisk og magnetisk forbindelse i nogle materialer.

Så de elektriske egenskaber påvirkes af magnetfelter og omvendt. I denne situation taler de om den "magnetoelektriske effekt", som spiller en ekstremt vigtig rolle i nogle enheder.

Første forsøg med unikt materiale

Forskningsgruppen ved Wien Universitet for Teknologi gennemførte en undersøgelse af et materiale, for hvilket magnetoelektriske virkning ved første øjekast var umulig.

Den såkaldte langasit, en krystal bestående af lanthan, gallium, silicium og ilt, som yderligere er dopet med holmiumatomer, er blevet grundigt undersøgt.

Samtidig viste de udførte eksperimenter, at den magnetoelektriske effekt også observeres i dette materiale. Det fungerer bare anderledes end den sædvanlige algoritme.

Som det viste sig, kan selv en meget lille ændring i magnetfeltets retning ændre materialets elektriske egenskaber i den modsatte tilstand.

Men hele fangsten er, at ifølge teorien kan dette materiale ikke have en magnetoelektrisk effekt, da langasitkrystalgitteret er ideelt symmetrisk.

Til reference. Forholdet mellem elektriske og magnetiske egenskaber afhænger af, om krystallen har intern symmetri eller ej. Så hvis i en krystal af et stof den ene side af krystallen er et spejlbillede af den anden side, så i et sådant materiale, ifølge teoretiske beregninger.

Men som eksperimenter har vist, hvis du øger styrken af ​​magnetfeltet, så sker der noget usædvanligt, og det er holmiumatomer, der ændrer deres oprindelige kvantetilstand og erhverver en magnetisk øjeblik. Dette øjeblik bryder krystalets ideelle symmetri.

Set ud fra geometrisk synspunkt har den overvejede krystal også forblevet perfekt symmetrisk, men det er kun nødvendigt at tage hensyn til atomernes magnetisme. Men han ændrede sig bare og brød derved symmetrien.

Det viser sig, at den elektriske polarisering af krystallen ikke kan ændre sig på grund af magnetfeltets indflydelse, men på grund af den magnetoelektriske effekt og det elektriske felt.

Men de unikke egenskaber ved den magnetoelektriske effekt sluttede ikke der. Det viser sig, at hvis magnetfeltets retning ændres en smule, så kan polariseringen vendes fuldstændigt.

Med andre ord er det nok at rotere magnetfeltet lidt for at gøre det muligt at ændre den elektriske polarisering af krystallen.

Dette er en helt ny form for den magnetoelektriske effekt, som ikke er blevet observeret andre steder.

Hvad er udsigterne til at åbne

Enhver opdagelse må være gavnlig. Forskere planlægger at fortsætte forsøg og teste, om et elektrisk felt er i stand til at ændre elektriske egenskaber. Hvis det nye eksperiment lykkes, vil det ved hjælp af det nye princip være muligt at implementere en helt ny type solid-state-hukommelse.

Kan du lide materialet? Så kan vi lide det, abonnere og skrive en kommentar. Tak for din opmærksomhed!