magnetosähköisissä

Magnetosähköiset ilmiöt kuvaavat magnetismin ja sähkökentän välistä kytkentää materiaaleissa. Niissä ulkoinen magneettikenttä voi muuttaa sähköistä polarisaatiota ja siten tilan sähkökäyttäytymistä, ja päinvastoin sähkökenttä voi vaikuttaa magnetiseen tilaan. Kytkennän taustalla ovat usein spin-lattice-symmetrian vuorovaikutukset sekä spin-orbitaalinen vuorovaikutus ja elektronisen rakenteen sekoittuminen.

Lineaarinen magnetoeettinen vaikutus esiintyy joissain antiferromagneettisissa aineissa, jolloin magneettinen ja sähköinen vaste ovat lineaarisessa suhteessa pieniin kenttiin. Monifroiset materiaalit, jotka yhdistävät ferroelektrisen ja magneettisen orderin, laajentavat magnetosähköisten ilmiöiden ilmaisua ja mahdollistavat suuremman vuorovaikutuksen.

Merkittäviä materiaaleja ovat klassinen Cr2O3, jossa havaittiin lineaarinen magnetoeettinen vuorovaikutus, sekä BiFeO3, jonka ferroelektrinen ja antiferromagneettinen tila ovat läsnä huoneenlämpötilassa. Myös TbMnO3 ja DyMnO3 sekä muut spiralimuotoiset manganetit osoittavat magnetosähköisen vasteen muuttuessa magneettisen tilan ja lämpötilan mukana.

Sovellukset kohdistuvat sensorointiin, muistitekniikkaan ja spintroniiin, joissa sähköisesti ohjataan magneettisia tiloja tai päinvastoin. Haasteina ovat heikot ilmiöt ja materiaalien epäpuhtauksien aiheuttama sähkövuoto sekä rajoitettu toimintalämpötila-alue. Tutkimus tähtää perusperiaatteiden selkeyttämiseen sekä käytännön materiaalien kehittämiseen suuremman ja tehokkaamman magnetosähköisen vasteen saavuttamiseksi.