`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Физики открывают новый магнитоэлектрический эффект

+22
голоса

Электричество и магнетизм тесно связаны: линии электропередач создают магнитное поле, вращающиеся магниты в генераторе производят электричество. Однако это явление намного сложнее: электрические и магнитные свойства некоторых материалов также связаны друг с другом. На электрические свойства некоторых кристаллов могут влиять магнитные поля и наоборот. В этом случае говорят о «магнитоэлектрическом эффекте». Он играет важную технологическую роль, например, в некоторых типах датчиков или в поиске новых концепций хранения данных.

Был исследован специальный материал, для которого, на первый взгляд, вообще нельзя было ожидать магнитоэлектрического эффекта. Но тщательные эксперименты теперь показали, что этот эффект можно наблюдать в этом материале, только он работает совершенно иначе, чем обычно. Им можно управлять очень чувствительно: даже небольшие изменения направления магнитного поля могут переключить электрические свойства материала в совершенно другое состояние.

«Связаны ли электрические и магнитные свойства кристалла или нет, зависит от внутренней симметрии кристалла», - говорит профессор Андрей Пименов из Института физики твердого тела в Венском техническом университете. - Если кристалл обладает высокой степенью симметрии, например, если одна сторона кристалла является в точности зеркальным отображением другой стороны, то по теоретическим причинам магнитоэлектрический эффект быть не может».

Это касается кристалла, который сейчас подробно исследован - так называемого лангасита из лантана, галлия, кремния и кислорода, легированного атомами гольмия. «Кристаллическая структура настолько симметрична, что на самом деле не должна допускать никакого магнитоэлектрического эффекта. А в случае слабых магнитных полей действительно нет никакой связи с электрическими свойствами кристалла, - говорит Андрей Пименов. - Но если мы увеличим силу магнитного поля, произойдет нечто замечательное: атомы гольмия изменят свое квантовое состояние и приобретут магнитный момент. Это нарушит внутреннюю симметрию кристалла».

С чисто геометрической точки зрения кристалл по-прежнему симметричен, но также необходимо учитывать магнетизм атомов, а это нарушает симметрию. Следовательно, электрическая поляризация кристалла может быть изменена с помощью магнитного поля. «Поляризация - это когда положительный и отрицательный заряды в кристалле немного смещены друг относительно друга, - объясняет Пименов. - Этого легко добиться с помощью электрического поля, но из-за магнитоэлектрического эффекта это также возможно с помощью магнитного поля».

Чем сильнее магнитное поле, тем сильнее его влияние на электрическую поляризацию. «Связь между поляризацией и напряженностью магнитного поля примерно линейна, в этом нет ничего необычного, - говорит Андрей Пименов. - Однако примечательно то, что взаимосвязь между поляризацией и направлением магнитного поля сильно нелинейна. Если вы немного измените направление магнитного поля, поляризация может полностью перевернуться. Это новая форма магнитоэлектрического эффекта, которая ранее не была известна». Таким образом, небольшое вращение может решить, может ли магнитное поле изменить электрическую поляризацию кристалла или нет.

«Магнитоэлектрический эффект будет играть все более важную роль в различных технологических приложениях, - говорит Андрей Пименов. - На следующем этапе мы попытаемся изменить магнитные свойства с помощью электрического поля вместо изменения электрических свойств с помощью магнитного поля. В принципе, это должно быть возможно точно так же».
Если это удастся, это будет новый многообещающий способ хранения данных в твердых телах. «В магнитных запоминающих устройствах, таких как компьютерные жесткие диски, сегодня необходимы магнитные поля, - объясняет Пименов. - Они генерируются с помощью магнитных катушек, что требует относительно большого количества энергии и времени. Если бы существовал прямой способ переключения магнитных свойств твердотельной памяти с помощью электрического поля, это было бы прорывом».

Все про современные облачные технологии!
Не пропустите очередную сессию докладов на онлайн-конференции Google Cloud Next '20 OnAir, которая проходит до 30 октября!

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

Это касается кристалла, который сейчас подробно исследован - так называемого лангасита из лантана, галлия, кремния и кислорода, легированного атомами гольмия.

========

Ясно-понятно, завтра с мужиками-сварщиками в каптёрке наплавим. :-))

 

Slack подает жалобу на Microsoft и требует антимонопольного расследования от ЕС

 
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT