高品质的“磁电”材料显示出作为电子产品的记忆

物理研究生朱利安Irwin检查了材料科学与工程教授的实验室中的设备，Chang-Beom Eom，研究人员生产了一种可以表现出固态和旋转磁盘数字存储的最佳品质的材料。

智能手机和计算机在没有大量的应用程序，音乐和视频的房间几乎是有用的。

设备倾向于以两种方式存储该信息：通过电场（思考闪存驱动器）或通过磁场（如计算机的旋转硬盘）。每种方法都具有优缺点。但是，在未来，我们的电子产品可以从每个人中受益。

“有一个有趣的概念，”常戈尔·麦巴尔（Theodore H.Geballe教授和Harvey D. Spangler杰出教授威斯康星大学 - 麦迪逊大学材料科学与工程教授。“你能越过这两种不同的方式来存储信息吗？我们可以使用电场来改变磁性吗？然后您可以具有低功耗的多功能设备。我们称之为“磁电”设备。“

在最近发表的研究中，在自然通信期刊上发布，EOM和他的合作者不仅描述了制造高质量磁电材料的独特过程，而且完全如何以及为何工作。

磁电材料 - 具有磁性和电功能，或“订单” - 已经存在。切换一个功能导致另一个功能发生变化。

“它被称为交叉耦合，”EOM说。“然而，他们如何清楚地理解它们的交叉。”

他说，在施加电场时，需要研究磁性特性如何改变的理解。到目前为止，由于大多数磁电材料的复杂结构，这一直很困难。

过去，EOM说，人们使用非常“复杂的”材料或缺乏均匀性的人来研究磁电性质。在他的方法中，EOM不仅简化了研究，而是材料本身。

利用物质成长的专业知识，制定了一个独特的过程，使用原子“步骤”来引导铋铁氧体均匀，单晶薄膜的生长。在那个中，他添加了钴，这是磁性的;在底部，他放置了由钌酸锶制成的电极。

铋铁氧体材料很重要，因为它使EOM更容易研究基本的磁电交叉耦合。

“我们发现在我们的工作中，由于我们的单一域，我们实际上可以看到使用多种探测或成像，技术进行的事情，”他说。“该机制是内在的。这是可重复的 - 这意味着您可以以可预测的方式制作没有任何退化的设备。“

以实时图像改变电气和磁性，EOM及其同事在芝加哥以外的阿尔冈纳国家实验室和瑞士和英国使用强大的同步rotron光源。

“切换时，电场切换电极极化。如果它'向下，'它向上切换，'“他说。“与磁性层的耦合然后改变其性质：磁电存储装置。”

方向变化使研究人员能够采取添加可编程集成电路所需的下一步 - 是我们电子设备的基础 - 材料的构建块。

虽然使均匀材料能够回答重要的科学问题，但关于磁电交叉耦合如何发生的，它也可以使制造商能够改善其电子产品。

“现在我们可以设计更有效，更高效和低功耗的设备，”他说。

EOM的团队包括理论家和实验主义者，包括UW-Madison Physics Mark Rzchowski和英格兰钻石光源的合作者，寺庙大学，牛津大学，Argonne国家实验室，瑞士光源，卢森堡科学技术研究所，北方伊利诺伊大学。

出版物：W. Saenrang等人，“Monodomain多体型Bifeo3heterosstrules的”确定性和鲁棒室温交换耦合，“自然通信8，物品编号：1583（2017）DOI：10.1038 / S41467-017-01581-6