Multiferroïden

Multiferroïden zijn materialen die simultaan meerdere ferroïsche eigenschappen vertonen, zoals ferromagnetisme, ferro-elektriciteit en ferro-elastische polarisatie. Deze eigenschappen zijn afzonderlijk al bekend, maar hun gelijktijdige aanwezigheid in een enkele fase maakt multiferroïden bijzonder interessant voor toepassingen in elektronica, spintronica en informatieopslag.

Ferromagnetisme verwijst naar de spontane magnetische ordening van atomen in een materiaal, terwijl ferro-elektriciteit betrekking heeft op de spontane elektrische polarisatie. In veel materialen komen deze eigenschappen niet samen, maar multiferroïden bieden een unieke kans om beide te integreren. Dit kan leiden tot nieuwe technologieën, zoals niet-vluchtige magnetische opslag die kan worden aangestuurd door elektrische velden, wat energiezuiniger zou kunnen zijn dan huidige methoden.

De meeste multiferroïden zijn complexe oxiden, zoals perovskietstructuren zoals BiFeO₃, dat zowel ferro-elektrisch als antiferromagnetisch is. Een ander voorbeeld is TbMnO₃, dat ferro-elastisch en antiferromagnetisch is. Deze materialen tonen vaak een sterke koppeling tussen hun ferroïsche ordeningen, wat betekent dat een externe stimulus, zoals een magnetisch veld of elektrische spanning, een van de ordeningen kan beïnvloeden en daardoor ook de andere.

De studie van multiferroïden is een actief onderzoeksterrein, met focus op het begrijpen van de onderliggende mechanismen en het ontwikkelen van materialen met betere prestaties. Uitdagingen omvatten de zwakke koppeling tussen de ferroïsche ordeningen in veel materialen en de noodzaak om de eigenschappen te optimaliseren voor praktische toepassingen. Ondanks deze uitdagingen bieden multiferroïden veelbelovende mogelijkheden voor de volgende generatie elektronische en spintronische apparaten.