Matériaux piézoélectriques, qui génèrent un courant électrique lorsqu'ils sont comprimés ou étirés, sont familiers et largement utilisés :pensez aux briquets qui étincellent lorsque vous appuyez sur un interrupteur, mais aussi des micros, capteurs, moteurs et toutes sortes d'autres appareils. Maintenant, un groupe de physiciens a trouvé un matériau avec une propriété similaire, mais pour le magnétisme. Ce matériau « piézomagnétique » modifie ses propriétés magnétiques lorsqu'il est soumis à des contraintes mécaniques.

"Les matériaux piézomagnétiques sont rarement trouvés dans la nature, pour autant que je sache, " dit Nicolas Curro, professeur de physique à l'UC Davis et auteur principal d'un article sur la découverte publié le 13 mars dans la revue Communication Nature .

Curro et ses collègues étudiaient un composé baryum-fer-arsenic, BaFe2As2, qui peut agir comme un supraconducteur à des températures d'environ 25 Kelvin lorsqu'il est dopé avec de petites quantités d'autres éléments. Ce type de supraconducteur à base de fer est intéressant car bien qu'il doive être conservé assez froid pour fonctionner, il pourrait être étiré en fils ou en câbles.

Le BaFe2As2 est ce qu'on appelle un cristal « nématique » car sa structure passe par une transition de phase avant de devenir supraconducteur. Dans le cas de BaFe 2 Comme 2 , sa structure cristalline passe d'une configuration carrée à une configuration rectangulaire.

Curro et les étudiants diplômés Tanat Kissikov et Matthew Lawson tentaient d'étudier le matériau par imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN) tout en l'étirant, pour voir s'ils pouvaient le forcer dans la configuration rectangulaire. A leur grande surprise, les propriétés magnétiques du BaFe 2 Comme 2 changé au fur et à mesure qu'ils l'étiraient.

Le matériau n'est pas un aimant en vrac - les spins de ses atomes pointent dans des directions opposées alternées, ce qui en fait un antiferromagnétique. Mais la direction de ces spins magnétiques change de manière mesurable sous contrainte, ils ont trouvé.

"La vraie surprise est qu'il semble que la direction du magnétisme puisse changer et sortir du plan, " dit Curro.

À ce point, il n'y a pas de théorie pour expliquer ces résultats, dit Curro. Son laboratoire cherche à voir si d'autres matériaux peuvent présenter le même comportement et si la contrainte mécanique peut affecter les propriétés supraconductrices du matériau (ces expériences n'ont pas été réalisées à des températures où BaFe 2 Comme 2 est un supraconducteur).

La découverte pourrait avoir des applications dans de nouvelles façons de rechercher des contraintes dans des matériaux tels que des composants d'avions, dit Curro.