Новый магнитоэлектрический эффект обещает переворот в хранении данных

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.

«Связаны ли электрические и магнитные свойства кристалла или нет, зависит от внутренней симметрии кристалла, — говорит профессор Андрей Пименов из Института физики твёрдого тела в Венском техническом университете (TU Wien). — Если кристалл имеет высокую степень симметрии, например, если одна сторона кристалла является точным зеркальным отображением другой стороны, то по теоретическим причинам магнитоэлектрического эффекта быть не может».

Вместе с коллегами Пименов исследовал особый материал, лангасит, состоящий из лантана, галлия, кремния, кислорода и легированный атомами гольмия. Его идеальная кристаллическая структура казалось бы исключала возможность магнитоэлектрического эффекта, однако в интенсивном магнитном поле атомы гольмия переходили в другое квантовое состояние и нарушали внутреннюю симметрию кристалла.

Наблюдавшийся в этих условиях авторами эффект был необычным в том смысле, что электрическая поляризация обнаружила сильную нелинейную зависимость от направления магнитного поля. Тщательные эксперименты показали, что даже небольшие изменения ориентации магнитного поля способны переключать электрические свойства материала в совершенно другое состояние.

Этой новой, прежде не наблюдавшейся форме магнитоэлектрического эффекта, посвящена статья, опубликованная в журнале Quantum Materials.

На следующем этапе исследования авторы попытаются поставить обратный эксперимент — изменить магнитные свойства с помощью электрического поля. При его успехе они получат способ напрямую изменять магнитные свойства накопителей и памяти электрическим полем, без необходимости использовать для этого магнитные катушки и расходовать дополнительную энергию.