A la TU Vienne, les chercheurs ont franchi une étape majeure vers la liaison des propriétés électriques et magnétiques des matériaux, ce qui est crucial pour d'éventuelles applications en électronique.

Ce n'est pas exactement une nouvelle révélation que l'électricité et le magnétisme soient étroitement liés. Et encore, les effets magnétiques et électriques sont étudiés séparément depuis un certain temps déjà dans le domaine de la science des matériaux. Les champs magnétiques seront généralement utilisés pour influencer les propriétés des matériaux magnétiques, tandis que les propriétés électriques se résument à la tension électrique. Ensuite, nous avons les multiferroïques - un groupe spécial de matériaux qui combinent les deux. Dans un nouveau développement, TU Wien a réussi à utiliser des champs électriques pour contrôler les oscillations magnétiques de certains matériaux ferreux. Cela a ouvert un énorme potentiel pour les applications informatiques, car les données sont actuellement transférées sous forme de signaux électriques mais stockées magnétiquement.

Matériaux électriques et magnétiques :à deux pôles

Dans le domaine de la physique du solide, il s'agit souvent de travailler avec des propriétés de matériaux qui peuvent être influencées par des champs magnétiques ou électriques. En règle générale, les effets magnétiques et électriques peuvent être étudiés séparément car leurs causes sont complètement différentes. Les effets magnétiques se produisent parce que les particules ont une direction magnétique interne appelée « spin », alors que les effets électriques résultent de charges positives et négatives dans un matériau qui peuvent changer de position les unes par rapport aux autres.

"Quand il s'agit de matériaux aux symétries spatiales très spécifiques, cependant, les deux peuvent être combinés, " explique le professeur Andrei Pimenov de l'Institute of Solid State Physics de la TU Wien. Il mène des recherches sur ce type particulier de matériau - les "multiferroïques" - depuis plusieurs années maintenant. Les multiferroïques sont actuellement considérés comme un nouveau domaine prometteur au sein de physique de l'état solide à l'échelle mondiale. Des expériences intéressantes ont déjà été réalisées pour rechercher comment les effets magnétiques et électriques peuvent être liés et maintenant Pimenov et son équipe de chercheurs ont réussi à utiliser des champs électriques pour contrôler les oscillations magnétiques à haute fréquence d'un matériau constitué de de fer, le bore et les terres rares pour la première fois.

"Le matériau contient des atomes de fer qui sont triplement chargés positivement. Ils ont un moment magnétique oscillant à une fréquence de 300 GHz, " dit Pimenov. " Il ne fait aucun doute que ces oscillations pourraient être contrôlées à l'aide d'un champ magnétique. Mais ce que nous avons réussi à démontrer, c'est que ces oscillations peuvent être modifiées de manière ciblée à l'aide d'un champ électrique. champ.

Stockage de données magnétique, écriture électrique

Cette évolution est particulièrement intéressante pour les futures applications électroniques :« Nos disques durs stockent les données magnétiquement, mais il est incroyablement difficile d'écrire des données rapidement et avec précision de la même manière, " dit Pimenov. " Il est tellement plus facile d'appliquer un champ électrique avec une précision extrême, car tout ce dont vous avez besoin est une simple impulsion de tension. Le processus est très rapide et n'implique aucune perte d'énergie significative. » Mais maintenant, nous pourrions potentiellement avoir la possibilité d'utiliser des matériaux qui combinent des effets magnétiques et électriques pour combiner les avantages du stockage magnétique et de l'écriture électrique.