Na TU Wien, pesquisadores deram um passo importante para ligar as propriedades dos materiais elétricos e magnéticos, o que é crucial para possíveis aplicações em eletrônica.

Não é exatamente uma nova revelação que eletricidade e magnetismo estão intimamente ligados. E ainda, os efeitos magnéticos e elétricos têm sido estudados separadamente há algum tempo no campo da ciência dos materiais. Os campos magnéticos geralmente são usados ​​para influenciar as propriedades do material magnético, enquanto as propriedades elétricas se reduzem à voltagem elétrica. Então temos multiferróicos - um grupo especial de materiais que combinam os dois. Em um novo desenvolvimento, A TU Wien conseguiu usar campos elétricos para controlar as oscilações magnéticas de certos materiais ferrosos. Isso abriu um enorme potencial para aplicações de tecnologia de computador, já que os dados são atualmente transferidos na forma de sinais elétricos, mas armazenados magneticamente.

Materiais elétricos e magnéticos:pólos separados

No campo da física do estado sólido, geralmente é o caso de trabalhar com propriedades de materiais que podem ser influenciadas por campos magnéticos ou elétricos. Como uma regra geral, efeitos magnéticos e elétricos podem ser estudados separadamente porque suas causas são completamente diferentes. Os efeitos magnéticos ocorrem porque as partículas têm uma direção magnética interna chamada 'spin', enquanto os efeitos elétricos resultam de cargas positivas e negativas dentro de um material que pode mudar de posição em relação ao outro.

"Quando se trata de materiais com simetrias espaciais muito específicas, Contudo, os dois podem ser combinados, "explica o professor Andrei Pimenov, do Instituto de Física do Estado Sólido da TU Wien. Há vários anos ele conduz pesquisas sobre esse tipo especial de material - 'multiferróicos'. Os multiferróicos são atualmente considerados uma área nova e promissora dentro física do estado sólido em escala global. Experimentos interessantes já foram realizados para pesquisar como efeitos magnéticos e elétricos podem ser ligados e agora Pimenov e sua equipe de pesquisadores conseguiram usar campos elétricos para controlar as oscilações magnéticas de alta frequência de um material que consiste de ferro, boro e metais de terras raras pela primeira vez.

"O material contém átomos de ferro com três vezes de carga positiva. Eles têm um momento magnético oscilando a uma frequência de 300 GHz, "diz Pimenov." Não há dúvida de que essas oscilações poderiam ser controladas usando um campo magnético. Mas o que conseguimos demonstrar é que essas oscilações podem ser alteradas de forma direcionada usando um campo elétrico. "Isso significa que um efeito magnético dinâmico - o estado magnético de oscilação dos átomos de ferro - pode ser ativado ou desativado usando um sistema elétrico estático campo.

Armazenamento de dados magnéticos, escrita elétrica

Este desenvolvimento é particularmente interessante para futuras aplicações eletrônicas:"Nossos discos rígidos armazenam dados magneticamente, mas é incrivelmente difícil escrever dados com rapidez e precisão da mesma maneira, "diz Pimenov." É muito mais fácil aplicar um campo elétrico com extrema precisão, pois tudo que você precisa é de um pulso de voltagem simples. O processo é muito rápido e não envolve nenhuma perda significativa de energia. “Mas agora podemos ter a opção de usar materiais que combinam efeitos magnéticos e elétricos para reunir as vantagens do armazenamento magnético e da escrita elétrica.