Hvordan magnetiseringsretningen kan styres ved hjælp af belastning i et multiferroisk grænseflademateriale

I et multiferroisk grænseflademateriale kan magnetiseringsretningen styres ved hjælp af strain gennem et fænomen kendt som strain-medieret magnetoelektrisk kobling. Sådan fungerer det:

1. Magnetostriktionseffekt:Når et magnetisk materiale udsættes for mekanisk belastning, kan dets magnetisering ændre sig. Dette er kendt som magnetostriktionseffekten. I visse materialer kan påføringen af ​​belastning forårsage en ændring i de magnetiske momenter, hvilket fører til en reorientering af magnetiseringsretningen.

2. Piezoelektrisk effekt:I piezoelektriske materialer kan en påført mekanisk spænding generere et elektrisk felt. Dette er kendt som den piezoelektriske effekt. I multiferroiske grænsefladematerialer, hvor et piezoelektrisk lag er i kontakt med et magnetisk lag, kan den piezoelektriske effekt bruges til at generere et elektrisk felt som reaktion på en påført belastning.

3. Elektrisk feltkontrol af magnetisering:Det elektriske felt genereret af den piezoelektriske effekt i det multiferroiske materiale kan påvirke magnetiseringsretningen gennem en anden effekt kaldet magnetoelektrisk kobling. Magnetoelektrisk kobling refererer til samspillet mellem magnetiske og elektriske egenskaber i materialer. I visse multiferroiske systemer kan et påført elektrisk felt forårsage en ændring i magnetiseringsretningen og omvendt.

4. Strain-Mediated Control:Ved at kombinere magnetostriktion og piezoelektriske effekter kan belastning bruges til at styre magnetiseringsretningen. Når en belastning påføres, inducerer den en ændring i magnetisering gennem magnetostriktion. Denne ændring i magnetisering genererer derefter et elektrisk felt via den piezoelektriske effekt. Endelig udøver det elektriske felt et drejningsmoment på de magnetiske momenter, hvilket får dem til at omorientere sig og resulterer i en kontrolleret ændring i magnetiseringsretningen.

Styringen af ​​magnetiseringsretningen ved hjælp af belastning i multiferroiske grænsefladematerialer har potentielle anvendelser inden for forskellige områder, herunder magnetiske sensorer, aktuatorer, spintroniske enheder og energieffektive informationslagringsteknologier.