Forskere udvikler ny metode til at kontrollere nanoenheder

(Phys.org)—Elektromagnetiske enheder, fra boremaskiner til smartphones, kræver en elektrisk strøm for at skabe de magnetiske felter, der tillader dem at fungere. Men med mindre enheder, effektivt at levere en strøm til at skabe magnetiske felter bliver vanskeligere.

I en opdagelse, der kan føre til store ændringer i lagring af digital information og strømforsyning af motorer i små håndholdte enheder, forskere ved UCLA har udviklet en metode til at tænde og slukke for små magnetiske felter med et elektrisk felt – en skarp afvigelse fra den traditionelle tilgang med at føre en strøm gennem en ledning.

Forskerne, tilknyttet universitetets National Science Foundation-finansierede TANMS (Translational Applications of Nanoscale Multiferroic Systems), udviklet en komposit, der kan styre magneto-elektrisk aktivitet i en skala på omkring 10 nanometer, nogle 1, 000 gange mindre end et rødt blodlegeme. Tidligere, ustabiliteten af ​​magnetiske partikler i denne skala gjorde det umuligt at kontrollere deres bevægelse, meget mindre energien, der når dem.

Holdet brugte en sammensætning af nikkel nanokrystaller koblet med en enkelt krystal af piezoelektrisk materiale - som kan generere strøm, når en lille mængde kraft påføres det - til at kontrollere nord-syd-orienteringen af ​​partiklerne såvel som deres tendens til at snurre rundt. , som er væsentlige aspekter ved aktivering eller deaktivering af et magnetfelt.

Resultaterne kan potentielt ændre den måde, elektromagnetiske enheder designes på i fremtiden. Med yderligere forskning, holdet sagde, opdagelsen kan muliggøre betydelig miniaturisering af udstyr lige fra hukommelsesenheder og antenner til instrumenter, der bruges til at analysere blod. Forskerne bemærkede, at selvom deres resultater repræsenterer et stort videnskabeligt skridt, praktiske anvendelser af opdagelsen er sandsynligvis år væk.

Forskningen blev offentliggjort online 11. februar i det peer-reviewede tidsskrift Nano bogstaver (bit.ly/W8zhxd) og vil blive vist i en kommende trykt udgave af tidsskriftet.