Structures cristallines de R, R-1 et S, S-2. (A) Structure moléculaire des complexes dinucléaires Zn2+-Yb3+ R, R-1 et S, S-2 et leur relation énantiomérique. Orange, Yb3+ ; bleu clair, Zn2+ ; bleu, N; rouge, O; gris, C. Les atomes d'hydrogène ont été omis pour plus de clarté. (B) Vue de l'arrangement cristallin de R, R-1 le long de l'axe a, mettant l'accent sur les deux complexes homochiraux. (C) Affectation des facettes monocristallines et vue de la tranche dans le plan cristallographique (01¯1¯). Crédit: Science (2020). DOI :10.1126/science.aaz2795
Une équipe internationale de chercheurs à l'Université de Montpellier, L'Université d'Aveiro et l'Université de Coimbra ont démontré le couplage magnétoélectrique dans un cristal ferroélectrique paramagnétique. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit le matériau magnétoélectrique moléculaire à base d'ytterbium qu'ils ont découvert et ses utilisations possibles. Ye Zhou et Su-Ting Han de l'Université de Shenzhen ont publié un article de Perspective décrivant le travail dans le même numéro de la revue.
Au cours des deux dernières décennies, les scientifiques ont eu du mal à produire des matériaux multiferroïques. Mais comme le notent Zhou et Han, malgré d'énormes efforts, les chercheurs ont été incapables de créer de tels matériaux pouvant être utilisés à température ambiante. Et il y a également eu des problèmes pour créer des matériaux avec un couplage suffisamment fort pour être utiles dans des produits commerciaux. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont créé un matériau qui pourrait avoir les caractéristiques recherchées par les scientifiques.
La ferroélectricité est une propriété de certains matériaux qui ont une polarisation électrique qui peut être inversée par un champ électrique externe. Si un champ électrique est appliqué à de tels matériaux, leurs dipôles s'alignent, ce qui entraîne une polarisation. Le ferromagnétisme est la forte susceptibilité de certains matériaux à l'aimantation. Et comme dans les ferroélectriques, si un champ magnétique est appliqué, les spins électroniques du matériau sont alignés, résultant en un magnétisme. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont créé un matériau dont les propriétés électriques changent lorsqu'elles sont exposées à un champ magnétique au lieu d'une force électrique à température ambiante. Le nouveau matériau atteint également six états de polarisation par manipulation des champs électriques et magnétiques appliqués.
Les chercheurs ont créé le matériau en concevant un complexe chiral de lanthanide dans lequel l'Yb 3+ ion a un moment magnétique fort à côté d'un centre de zinc diamagnétique chiral ferroélectrique. Le résultat est un matériau magnétoélectrique basé sur une molécule d'ytterbium, avec un couplage magnétoélectrique élevé. Les caractéristiques du matériau ont été confirmées en prenant des mesures du matériau avec une microscopie à force piézo-réponse tandis qu'un champ magnétique à courant continu était appliqué.
Les propriétés du matériau suggèrent qu'il peut être compétitif avec les magnétoélectriques inorganiques. Zhou et Han suggèrent que cela pourrait fournir une nouvelle plate-forme pour la conception de nouveaux dispositifs de mémoire haute densité
© 2020 Réseau Science X
