Un nuovo studio fornisce informazioni sui materiali multiferroici, che potrebbero avere implicazioni sostanziali in campi come l'archiviazione dei dati.

Lo studio ha esaminato la cobaltite di lantanio (LaCoO ₃ o LCO), una sottile pellicola cristallina che, una volta cresciuto su un substrato, può essere analizzato attraverso la microscopia elettronica e la riflettometria a neutroni polarizzati per misurare la densità elettronica e le differenze di magnetizzazione, rispettivamente.

LCO è speciale perché è un materiale ferroelastico, il che significa che le sue proprietà cambieranno in risposta a un fattore di stress e manterranno i cambiamenti dopo che il fattore di stress è stato rimosso.

Un film ultrasottile di LCO, uno il cui spessore è di circa 12 nanometri, o 12 millemilionesimi di metro, è particolarmente unico perché è anche un ferromagnete. La combinazione di ferroelastico e ferromagnete significa che l'LCO ultrasottile è un multiferroico, un materiale con proprietà elastiche e magnetiche che possono cambiare sotto stress o a causa di campi magnetici. Ciò significa che il materiale potrebbe, in linea di principio, registrare lo stress del suo ambiente come informazione magnetica.

"Una scoperta importante è stata che coltivando i film LCO su substrati chimicamente diversi, o basi, potremmo cambiare le proprietà magnetiche del film, "ha detto Michael Fitzsimmons, un professore di fisica congiunto presso l'Università del Tennessee, Knoxville, e Oak Ridge National Laboratory e leader del Thin Films and Nanostructures Group nella divisione Neutron Scattering di ORNL. Essere in grado di manipolare facilmente le proprietà ferromagnetiche di una sostanza è un passo importante nella creazione di dispositivi che richiedono meno energia per funzionare. Nel caso di LCO, la connessione tra le sue proprietà ferroelastiche e ferromagnetiche ridurrebbe drasticamente la quantità di energia attualmente richiesta dall'attuale tecnologia magnetica.

"Un esempio è una testina di lettura magnetica, un pezzo utilizzato nelle unità di archiviazione digitale, " Fitzsimmons ha detto. "Un campo magnetico cambia l'allineamento di una piccola regione di materiale magnetico:la sua direzione rappresenta alcune informazioni." Questo tipo di campo magnetico è prodotto da un impulso di corrente, che richiede una notevole quantità di energia.

"Se invece potessimo cambiare la direzione della magnetizzazione applicando una carica elettrica senza far passare corrente, allora non avremmo bisogno di tanta energia, " ha detto Fitzsimmons.

"Uno degli obiettivi è creare dispositivi in ​​grado di fare cose nuove come la luce dei sensi, Composizione chimica, campi magnetici, o calore, o manipolare e archiviare dati in oggetti compatti che non richiedono molta energia per funzionare."