Его высокую чувствительность можно наблюдать в материале, обладающем такими свойствами, существование которых ранее не считалось возможным.
Электричество и магнетизм тесно связаны. Линии электропередач создают магнитное поле, а вращающиеся магниты в генераторе вырабатывают электричество. Подобная взаимосвязь наблюдается у некоторых материалов: магнитные поля могут влиять на электрические свойства некоторых кристаллов, и наоборот. Такой эффект называют магнитоэлектрическим.
Учёные из Венского технологического университета обнаружили магнитоэлектрический эффект в голь Miy-легированном лангазите с формулой Ho. xLa3−xGa5SiO14. Статья об открытии опубликована в издании Npj Quantum MaterialsЭксперименты установили, что этот эффект в лангазите крайне чувствителен и поддаётся управлению при помощи совсем небольших изменений направления магнитного поля.
Связь электрических и магнитных свойств кристалла определяется его внутренней симметрией. При высокой степени симметрии, например, если одна сторона является зеркальным отображением другой, по теоретическим расчётам магнитоэлектрический эффект невозможен.
Высказывания Пименова справедливы и для лангазита. Теоретически его кристаллическая структура не позволяет подобным эффектам. «Но если усилим магнитное поле, произойдет удивительное, — говорит Пименов. — Атомы гольмия изменят своё квантовое состояние и приобретут магнитный момент. Это нарушит внутреннюю симметрию кристалла». С геометрической точки зрения кристалл всё ещё остаётся симметричным, но магнитный момент нарушает эту симметрию. Следовательно, электрическую поляризацию кристалла можно изменить с помощью магнитного поля.
Сила влияния магнитного поля на электрическую поляризацию прямо пропорциональна силе этого поля. Связь между напряженностью магнитного поля и его поляризацией примерно линейна. Однако связь направленности магнитного поля с поляризацией нелинейная, и даже незначительное изменение направленности может существенно изменить поляризацию. «Это новая форма магнитоэлектрического эффекта, ранее неизвестная», — резюмирует Пименов.
На следующем этапе исследования свойств гольмий-легированного лангазита ученые попытаются изменять магнитные свойства с помощью электрического поля. Успех позволит создать новый способ хранения данных. В магнитных запоминающих устройствах, таких как жесткие диски, для работы используются магнитные поля, генерируемые магнитными катушками, что требует много энергии и времени. Если удастся переключать магнитные свойства с помощью электрического поля, это станет прорывом.
Ранее один из датчиков Большого адронного коллайдера… обнаружилНовая частица из четырёх очарованных кварков открыта американскими физиками. открылиПроцесс, стабилизирующий реакции термоядерного синтеза.