En TU Wien, Los investigadores han dado un paso importante hacia la vinculación de las propiedades de los materiales eléctricos y magnéticos, que es crucial para posibles aplicaciones en electrónica.

No es exactamente una nueva revelación que la electricidad y el magnetismo estén estrechamente relacionados. Y todavía, Los efectos magnéticos y eléctricos se han estudiado por separado desde hace algún tiempo dentro del campo de la ciencia de los materiales. Los campos magnéticos se utilizarán normalmente para influir en las propiedades de los materiales magnéticos, mientras que las propiedades eléctricas se reducen al voltaje eléctrico. Luego tenemos multiferroics, un grupo especial de materiales que combinan los dos. En un nuevo desarrollo, TU Wien ha logrado utilizar campos eléctricos para controlar las oscilaciones magnéticas de ciertos materiales ferrosos. Esto ha abierto un enorme potencial para las aplicaciones de tecnología informática, ya que los datos se transfieren actualmente en forma de señales eléctricas pero se almacenan magnéticamente.

Materiales eléctricos y magnéticos:polos opuestos

Dentro del campo de la física del estado sólido, A menudo se trata de trabajar con propiedades de materiales que pueden verse influenciadas por campos eléctricos o magnéticos. Como regla general, Los efectos magnéticos y eléctricos se pueden estudiar por separado porque sus causas son completamente diferentes. Los efectos magnéticos se producen porque las partículas tienen una dirección magnética interna llamada 'espín', mientras que los efectos eléctricos son el resultado de cargas positivas y negativas dentro de un material que pueden cambiar de posición entre sí.

"Cuando se trata de materiales con simetrías espaciales muy específicas, sin embargo, los dos se pueden combinar, ", explica el profesor Andrei Pimenov del Instituto de Física del Estado Sólido de TU Wien. Lleva varios años investigando este tipo especial de material, los 'multiferroicos'. Actualmente, los multiferroicos se consideran un área nueva y prometedora dentro de física del estado sólido a escala global. Ya se han realizado experimentos interesantes para investigar cómo se pueden vincular los efectos magnéticos y eléctricos y ahora Pimenov y su equipo de investigadores han logrado utilizar campos eléctricos para controlar las oscilaciones magnéticas de alta frecuencia de un material compuesto de hierro, boro y metales de tierras raras por primera vez.

"El material contiene átomos de hierro que están tres veces cargados positivamente. Tienen un momento magnético que oscila a una frecuencia de 300 GHz, "dice Pimenov." No hay duda de que estas oscilaciones podrían controlarse mediante un campo magnético. Pero lo que hemos logrado demostrar es que estas oscilaciones se pueden alterar de manera específica utilizando un campo eléctrico ". Esto significa que un efecto magnético dinámico, el estado magnético de oscilación de los átomos de hierro, puede activarse o desactivarse utilizando una electricidad estática. campo.

Almacenamiento de datos magnéticos, escritura eléctrica

Este desarrollo es particularmente interesante para futuras aplicaciones de electrónica:"Nuestros discos duros almacenan datos magnéticamente, pero es increíblemente difícil escribir datos de forma rápida y precisa de la misma manera, ", dice Pimenov." Es mucho más fácil aplicar un campo eléctrico con precisión milimétrica, ya que todo lo que necesita es un simple pulso de voltaje. El proceso es muy rápido y no implica ninguna pérdida significativa de energía ". Pero ahora podríamos tener la opción de utilizar materiales que combinen efectos magnéticos y eléctricos para reunir las ventajas del almacenamiento magnético y la escritura eléctrica.