01.11.2009
На рис: Управление поляризацией в наноструктурах. (a) - ученые из университета Твенте и США создали искусственную звезду, (b) – модель бриллианта.
Мультиферроики – материалы, в которых сосуществуют магнитные и сегнетоэлектрические свойства, поэтому они ведут себя не только как ферромагнетики и сегнетоэлектрики, но могут проявлять новые удивительные свойства. Их активно исследуют ученые, так как такие материалы в будущем можно с успехом использовать в магнитной памяти и спинтронике.
Ученые из Аргоннской национальной лаборатории (Materials Science division, Center for Nanoscale Materials) опубликовали в журнале «Physical Review Letters» исследование, посвященное поиску новых соединений-мультиферроиков. Вместе с коллегами из нескольких американских университетов (Pennsylvania State University, University of Chicago, Cornell University) они установили, что полученный при высоком давлении ильменит FeTiO3 (который относится к титаномагнетитам) проявляет и слабые ферромагнитные свойства при температуре ниже 120 градусов по Кельвину, и поляризацию сегнетоэлектрика, а это необычная комбинация в одном материале. О ее существовании в мультиферроиках впервые говорил Крейг Фенни (Craig Fennie) из Лаборатории Аргона, а ученые доказали его предположения с помощью силовой микроскопии пьезоэлектрического отклика (PFM), генерации второй оптической гармоники и магнитометрии.
«На основе теоретических выкладок после проведения синтеза и измерений мы показали, что титанат железа FeTiO3, полученный при высоком давлении, обладает слабыми ферромагнитными и сегнетоэлектрические свойства, как предсказывал Крейг. Успех при создании этого материала был бы невозможен без сотрудничества с учеными из разных лабораторий», - говорит ученый из Аргонна Джон Митчелл (John Mitchell).
Магнитные сегнетоэлектрики могут найти применение в устройствах памяти, сенсорах, соленоидах и других приборах, которые работают как магнитные переключатели при изменении электрических полей.
1. Coexistence of Weak Ferromagnetism and Ferroelectricity in the High Pressure LiNbO3-Type Phase of FeTiO3. T. Varga, A. Kumar, E. Vlahos, S. Denev, M. Park, S. Hong, T. Sanehira, Y. Wang, C. J. Fennie, S. K. Streiffer, X. Ke, P. Schiffer, V. Gopalan, and J. F. Mitchell1 . PRL 103, 047601 (2009). (
http://www.mri.psu.edu/faculty/gopalan/Publications/Media/Coexistence%20of%20Weak%20Ferromagnetism%20and%20Ferroelectricity%20in%20High%20Pressure%20LiNbO3-type%20Phase%20of%20FeTiO3.pdf)
http://www.anl.gov/Media_Center/News/2009/news091020.html
Авторы второго исследования научились управлять поляризацией в наноструктурах из мультиферроиков. Ученые из Университета Твенте (the MESA+ Institute for Nanotechnology at the University of Twente) вместе с американскими коллегами (Oakridge National Laboratory, the University of California, Berkeley, Pennsylvania State University) научились использовать электрические сигналы для того, чтобы управлять магнитными и упругими свойствами наноматериала-мультиферроика из феррита висмута (BiFeO3). Для этого они использовали сканирующую зондовую микроскопию.
Из таких мультиферроиков можно создавать новые сложные структуры, которые можно использовать, например, для хранения данных. До недавних пор никто не мог управлять свойствами мультиферроиков, но теперь ученые показали, что это возможно.
Deterministic control of ferroelastic switching in multiferroic materials. N. Balke, S. Jesse, A. P. Baddorf, S. V. Kalinin, Y. H. Chu, R. Ramesh, S. Choudhury, L. Q. Chen, M. Huijben (MESA). Nature Nanotechnology. Published online: 11 October 2009. doi:10.1038/nnano.2009.293.
http://www.universiteittwente.nl/news/onderzoekers-kunnen-polarisatie-in-nanostructuren-gericht-manipuleren
