Новый эффект связывает электрические и магнитные свойства материалов

В материаловедческих дисциплинах электрические и магнитные явления, как правило, рассматриваются по отдельности. Имеются материалы с магнитной упорядоченностью, реагирующие на магнитные поля, и с электрическим порядком — подверженные влиянию электрических полей. Но существуют, однако, и экзотические материалы, называемые «мультиферроики», в которых электрические и магнитные возбуждения тесно связаны. Учеными из Венского Технологического университета (TU Wien) экспериментально показано, что на их магнитные свойства может воздействовать электрическое напряжение. Это открывает абсолютно новые перспективы для развития высокочастотных электронных технологий.

Профессор TU Wien Андрей Пименов еще в 2006 г. (работая в университете Аугсбурга), нашел свидетельства существования возбуждений, базирующихся как на электрическом, так и на магнитном порядке. Теперь, Пименов и возглавляемый им коллектив исследователей научились включать и выключать такие возбуждения — электромагноны — при помощи электрического поля в особом материале, состоящем из диспрозия, марганца и кислорода (DyMnO3).

В этом материале при низких температурах многие электроны выстраивают свои магнитные моменты в одном направлении. Но магнитная ориентация у смежных электронов слегка рассогласована и их моменты описывают спирали. Такие спирали могут закручиваться по и против часовой стрелки, и, как оказалось, внешнее электрическое поле позволяет переключаться между этими двумя возможностями.

Обнаруженный эффект был продемонстрирован пропусканием через мультиферроик терагерцевого излучения. Поляризация луча меняется при проявлении материалом магнитной упорядоченности. Таким образом, переключая магнитные спирали внешним электрическим полем, можно управлять вращением плоскости поляризации пучка терагерцевых волн.

Авторы открытия предвидят широкие возможности для практического использования электромагнонных технологий. В будущем они могут привести к созданию новых типов усилителей, транзисторов, накопителей данных, а также высокочувствительных сенсоров.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365