Fyzikom sa podarilo objaviť nový magnetoelektrický efekt

Ako viete, elektrina a magnetizmus majú veľmi blízky vzťah. Prevádzkové vysokonapäťové elektrické vedenia koniec koncov vytvárajú elektromagnetické pole a magnety rotujúce v generátore začínajú proces výroby elektriny. Toto spojenie je ale oveľa komplikovanejšie, ako sa na prvý pohľad zdá, pretože v niektorých materiáloch je elektrické a magnetické spojenie.

Elektrické vlastnosti sú teda ovplyvnené magnetickými poľami a naopak. V tejto situácii hovoria o „magnetoelektrickom efekte“, ktorý hrá v niektorých zariadeniach mimoriadne dôležitú úlohu.

Prvé experimenty s unikátnym materiálom

Výskumná skupina Viedenskej technickej univerzity uskutočnila štúdiu materiálu, pre ktorý bol na prvý pohľad magnetoelektrický efekt nemožný.

Takzvaný langasit, kryštál pozostávajúci z lantánu, gália, kremíka a kyslíka, ktorý je navyše dotovaný atómami holmia, bol dôkladne študovaný.

Vykonané experimenty súčasne ukázali, že v tomto materiáli je tiež pozorovaný magnetoelektrický efekt. Funguje to odlišne od bežného algoritmu.

Ako sa ukázalo, aj veľmi malá zmena smeru magnetického poľa môže zmeniť elektrické vlastnosti materiálu v opačnom stave.

Celý háčik je však v tom, že podľa teórie tento materiál nemôže mať magnetoelektrický efekt, pretože kryštálová mriežka langasitu je v ideálnom prípade symetrická.

Pre referenciu. Vzťah medzi elektrickými a magnetickými vlastnosťami závisí od toho, či má kryštál vnútornú symetriu alebo nie. Ak je teda v kryštáli látky jedna strana kryštálu zrkadlovým obrazom druhej strany, potom v takom materiáli, podľa teoretických výpočtov.

Ale ako ukázali experimenty, ak zvýšite silu magnetického poľa, stane sa niečo neobvyklé a sú to atómy holmia, ktoré menia svoj počiatočný kvantový stav a získavajú magnetický moment. Práve tento moment narúša ideálnu symetriu kryštálu.

Samozrejme, z hľadiska geometrie uvažovaný kryštál zostal tiež dokonale symetrický, ale je potrebné vziať do úvahy iba magnetizmus atómov. Ale len sa zmenil a tým porušil symetriu.

Ukazuje sa, že elektrická polarizácia kryštálu sa môže zmeniť nie vplyvom magnetického poľa, ale vďaka magnetoelektrickému efektu a elektrickému poľu.

Unikátne vlastnosti magnetoelektrického efektu sa tým však nekončia. Ukazuje sa, že ak sa smer magnetického poľa mierne zmení, polarizáciu je možné úplne obrátiť.

Inými slovami, stačí mierne pootočiť magnetické pole, aby bolo možné zmeniť elektrickú polarizáciu kryštálu.

Ide o úplne novú formu magnetoelektrického efektu, ktorá sa nikde inde nepozorovala.

Aké sú vyhliadky na otvorenie

Každý objav musí byť prospešný. Vedci plánujú pokračovať v experimentoch a testovať, či je elektrické pole schopné meniť elektrické vlastnosti. Ak je nový experiment úspešný, bude možné pomocou nového princípu implementovať úplne nový typ polovodičovej pamäte.

Páčil sa vám materiál? Potom sa nám to páči, prihlásime sa na odber a napíšeme komentár. Ďakujem za tvoju pozornosť!