Magnetoelektrisk kobling i en paramagnetisk ferroelektrisk krystal demonstreret

Et internationalt team af forskere ved University of Montpellier, University of Aveiro og University of Coimbra har demonstreret magnetoelektrisk kobling i en paramagnetisk ferroelektrisk krystal. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver det ytterbium-baserede molekylære magnetoelektriske materiale, de opdagede, og dets mulige anvendelser. Ye Zhou og Su-Ting Han med Shenzhen University har udgivet et Perspective-stykke, der beskriver arbejdet i samme tidsskriftsudgave.

I løbet af de sidste to årtier, forskere har kæmpet for at producere multiferroiske materialer. Men som Zhou og Han bemærker, trods en enorm indsats, forskere har ikke været i stand til at skabe sådanne materialer, der kan bruges ved stuetemperatur. Og der har også været problemer med at skabe materialer med stærk nok kobling til at være nyttige i kommercielle produkter. I denne nye indsats, forskerne har skabt et materiale, der kan have de egenskaber, som forskerne har ledt efter.

Ferroelektricitet er en egenskab ved visse materialer, der har en elektrisk polarisering, der kan vendes af et eksternt elektrisk felt. Hvis et elektrisk felt påføres sådanne materialer, deres dipoler justeres, hvilket resulterer i polarisering. Ferromagnetisme er visse materialers høje modtagelighed for magnetisering. Og som i ferroelektrik, hvis der påføres et magnetfelt, materialets elektronspin er justeret, resulterer i magnetisme. I denne nye indsats, forskerne skabte et materiale med elektriske egenskaber, der ændrer sig, når de udsættes for et magnetfelt i stedet for en elektrisk kraft ved stuetemperatur. Det nye materiale opnår også seks polarisationstilstande ved manipulation af de påførte elektriske og magnetiske felter.

Forskerne skabte materialet ved at designe et chiralt lanthanidkompleks, hvor Yb ³⁺ ion har et stærkt magnetisk moment ved siden af ​​et ferroelektrisk chiralt diamagnetisk zinkcenter. Resultatet er et magnetoelektrisk materiale baseret på et ytterbium-molekyle - et med høj magnetoelektrisk kobling. Materialets egenskaber blev bekræftet ved at tage målinger af materialet med piezoresponskraftmikroskopi, mens et jævnstrømsmagnetisk felt blev påført.

Materialets egenskaber tyder på, at det kan være konkurrencedygtigt med uorganisk magnetoelektrik. Zhou og Han foreslår, at det kunne give en ny platform til design af nye hukommelsesenheder med høj tæthed

© 2020 Science X Network