Piezomagnetisk materiale ændrer magnetiske egenskaber, når det strækkes

Piezoelektriske materialer, som genererer en elektrisk strøm, når den komprimeres eller strækkes, er velkendte og meget udbredte:tænk på lightere, der gnister, når du trykker på en kontakt, men også mikrofoner, sensorer, motorer og alle slags andre enheder. Nu har en gruppe fysikere fundet et materiale med en lignende egenskab, men for magnetisme. Dette "piezomagnetiske" materiale ændrer sine magnetiske egenskaber, når det udsættes for mekanisk belastning.

"Piezomagnetiske materialer findes sjældent i naturen, så vidt jeg ved, "sagde Nicholas Curro, professor i fysik ved UC Davis og seniorforfatter af et papir om opdagelsen, der blev offentliggjort den 13. marts i tidsskriftet Naturkommunikation .

Curro og kolleger studerede en barium-jern-arsenforbindelse, BaFe2As2, der kan fungere som en superleder ved temperaturer på omkring 25 Kelvin, når det dopes med små mængder af andre grundstoffer. Denne type jernbaseret superleder er interessant, for selvom den skal holdes temmelig kold for at fungere, det kunne strækkes ind i ledninger eller kabler.

BaFe2As2 er det, der kaldes en "nematisk" krystal, fordi dens struktur gennemgår en faseovergang, før den bliver superledende. I tilfælde af BaFe ₂ Som ₂ , dets krystalstruktur går fra en firkant til en rektangulær konfiguration.

Curro og kandidatstuderende Tanat Kissikov og Matthew Lawson forsøgte at studere materialet ved hjælp af nuklear magnetisk resonans (NMR) imaging, mens de strakte det, for at se, om de kunne tvinge det ind i den rektangulære konfiguration. Til deres overraskelse, BaFes magnetiske egenskaber ₂ Som ₂ ændret sig, da de strakte det.

Materialet er ikke en bulkmagnet - spinnene af dets atomer peger i skiftende modsatte retninger, gør det til en antiferromagnet. Men retningen af ​​disse magnetiske spins ændrer sig på en målbar måde, når den er under stress, de fandt.

"Den virkelige overraskelse er, at det ser ud til, at magnetismens retning kan ændre sig og komme ud af flyet, "Sagde Curro.

På dette tidspunkt, der er ingen teori til at forklare disse resultater, Sagde Curro. Hans laboratorium ser efter, om andre materialer kan vise den samme adfærd, og om mekanisk belastning kan påvirke materialets superledende egenskaber (disse forsøg blev ikke udført ved temperaturer, hvor BaFe ₂ Som ₂ er en superleder).

Opdagelsen kan have applikationer på nye måder at lede efter belastning i materialer som flykomponenter, Sagde Curro.