Получен материал, совмещающий ферромагнетизм и ферроэлектричество при комнатной температуре

Многие современные технологические устройства, от компьютерных накопителях на жестких дисках до трансформатора работают на стыке электричества и магнетизма. Вот уже более десятилетия ученые ищут материалы, так называемые мультиферроики, которые совмещают в себе два и более свойства ферроиков – например, ферромагнетизм и ферроэлектричество – при комнатной температуре. Помимо перспектив для фундаментальных исследований, для них имеется множество интересных приложений в низковольтной электронике, оптоэлектронике и запоминающих устройствах.

Ферроэлектриком может быть только электрический изолятор. Это соображение часто побуждает ученых ограничивать поиск кандидатов в мультиферроики магнитными оксидами-диэлектриками. Коллектив Инженерной школы Маккормика при Северо-Западном университете (штат Иллинойс), возглавляемый Джеймсом Родинелли (James Rondinelli), подошел к решению задачи со другой стороны.

Они использовали металлический оксид осмата лития (LiOsO₃) – материал, для которого в 2013 г. в Университете Тохоку впервые была подтвержден теоретический прогноз о возможности ферроэлектрического структурного перехода не только в изоляторах, но также в сплавах и соединениях с металлическими свойствами, сделанный еще в 1965 г. Нобелевским лауреатом Филипом Андерсоном (Philip Anderson).

Поместив немагнитный и неизолирующий осмат лития между слоями немагнитного, но изолирующего и ферроэлектического ниобата лития (LiNbO₃), Родинелли получил суперрешетку, которая на квантовом уровне является изолятором, ферромагнетиком и ферроэлектриком при комнатной температуре.

Результаты работы были опубликованы в номере от 21 августа журнала Physical Review Letters.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI