Desde el disco giratorio del disco duro de una computadora hasta la corriente variable en un transformador, muchos dispositivos tecnológicos funcionan fusionando electricidad y magnetismo. Pero la búsqueda para encontrar un solo material que combine polarizaciones eléctricas y magnetizaciones sigue siendo un desafío.
Esta clase evasiva de materiales se llama multiferroicos, que combinan dos o más propiedades ferroicas primarias. James Rondinelli de la Universidad del Noroeste y su equipo de investigación están interesados en combinar ferromagnetismo y ferroelectricidad, que rara vez coexisten en un material a temperatura ambiente.
"Los investigadores han pasado la última década o más tratando de encontrar materiales que exhiban estas propiedades", dijo Rondinelli, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern. "Si se pueden encontrar dichos materiales, ambos son interesantes".desde una perspectiva fundamental y aún más atractiva para aplicaciones tecnológicas "
Para que exista ferroelectricidad, el material debe ser aislante. Por esta razón, casi todos los enfoques hasta la fecha se han centrado en la búsqueda de multiferroicos en óxidos magnéticos aislantes. El equipo de Rondinelli comenzó con un enfoque diferente. En su lugar, utilizaron cálculos de mecánica cuántica paraestudie un óxido metálico, el osmato de litio, con una disposición estructural a la ferroelectricidad y lo intercala entre un material aislante, el niobato de litio.
Si bien el osmato de litio es un metal no magnético y no aislante, el niobato de litio es aislante y ferroeléctrico, pero también no magnético. Al alternar los dos materiales, Rondinelli creó una superredes que, a escala cuántica, se convirtió en aislante,ferromagnético y ferroeléctrico a temperatura ambiente.
"El metal polar se aisló a través de una transición de fase electrónica", explicó Rondinelli. "Debido a la física de las interacciones electrón-electrón mejoradas en la superredes, la transición electrónica induce un estado magnético ordenado".
Apoyado por la Oficina de Investigación del Ejército y el Departamento de Defensa de EE. UU., La investigación aparece en la edición del 21 de agosto de Cartas de revisión física . Danilo Puggioni, becario postdoctoral en el laboratorio de Rondinelli, es el primer autor del artículo, al que se unen colaboradores de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados de Trieste, Italia.
Esta nueva estrategia de diseño para realizar multiferroicos podría abrir nuevas posibilidades para la electrónica, incluido el procesamiento lógico y nuevos tipos de almacenamiento de memoria. Los materiales multiferroicos también tienen potencial para la electrónica de baja potencia, ya que ofrecen la posibilidad de controlar las polarizaciones magnéticas con un campo eléctrico, que consume mucha menos energía.
"Nuestro trabajo ha cambiado el paradigma", dijo Rondinelli. "Mostramos que puede comenzar con óxidos metálicos para hacer multiferroicos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Original escrito por Amanda Morris. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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