30.03.2011
Широко употребляемые и ничем не примечательные магниты BaFe12O19, производящиеся в больших объемах, и имеющие наиболее простую кристаллическую структуру в своем классе, обычно можно найти на дверях холодильников, но у них есть перспективы гораздо более интересного применения в будущем. Замещая некоторые атомы железа скандием и марганцем, Юсуке Токунага (Yusuke Tokunaga) и Йошинори Токура (Yoshinori Tokura) из Японского Агентсва науки и технологии (Japan Science and Technology Agency), совместно с Ясуджиро Тагучи из RIKEN Advanced Science Institute вместе со своими коллегами, создали магнит с интересной совокупностью свойств. Во–первых, новый магнит является мультиферроиком: его намагниченность и электронная поляризация связаны, и каждая из них может изменяться под действием как электрического, так и магнитного полей. Материалы, являющиеся мультиферроиками, могут быть полезны для устройств магнитной записи информации, которым не требуется магнитное поле, что уменьшает конечную стоимость устройства, энергозатраты при его эксплуатации и размеры устройства. Возможны и другие варианты применения устройства, например, такие, в качестве сенсоров.
Еще одной особенностью этого магнита является то, что электронные спины образуют спираль (см. рисунок). Направление спирали - это свойство материала, которое можно проконтролировать, так же как магнитную и электрическую поляризацию. С помощью приложения магнитного поля исследователи могли изменять геометрию спирали, что изменяло, в свою очередь, величину электрической поляризации.
Третья характерная особенность этого материала заключается в том, что спиновая спираль сохраняется даже при температуре выше комнатной. Это свойство сильно отличает материал от множества других известных мультиферроиков, в которых спираль возникала при температурах, близких к температуре жидкого азота. Толчком к изучению BaFe12O19 послужило то, что у близкого по строению, но более сложного материала была обнаружена спиральная структура спинов при низких температурах. Оказалось гораздо более удобным и простым получать большие кристаллы BaFe12O19, что, в свою очередь, также упрощало измерения.
Исследователи установили, что концентрация скандия, температура, и приложенное магнитное поле могут быть использованы для контроля величины и направления магнитной и электрической поляризации материала, так же как и времени сохранения этих поляризаций. Новый магнитный материал, открытый Токунага, Тагучи, Токура и коллегами, пополняет список мультиферроиков при комнатной температуре, материалов, которые ученые только начали изучать. Токунага говорит, что особенно заманчивой целью является открытие материала с и электрическим и магнитным упрядочением, существующим при комнатной температуре и в отсутствие магнитного поля.
http://www.physorg.com/news/2011-03-fridge-magnet.html
