In alto:un pezzo di BaFe2As2 viene allungato durante le misurazioni magnetiche (la bobina di filo di rame fa parte del dispositivo NMR). Il diagramma inferiore mostra gli atomi in un piano, con frecce nere che mostrano come gli spin magnetici giacciono nel piano e puntino in direzioni opposte. Le frecce grigie mostrano come si sposta lo spin magnetico degli atomi quando il materiale viene allungato. Credito:Nicholas Curro, UC Davis
materiali piezoelettrici, che generano una corrente elettrica quando vengono compressi o allungati, sono familiari e ampiamente utilizzati:pensate agli accendini che si accendono quando si preme un interruttore, ma anche microfoni, sensori, motori e tutti i tipi di altri dispositivi. Ora un gruppo di fisici ha trovato un materiale con proprietà simili, ma per il magnetismo. Questo materiale "piezomagnetico" cambia le sue proprietà magnetiche quando viene sottoposto a sollecitazioni meccaniche.
"I materiali piezomagnetici si trovano raramente in natura, per quanto ne so, " disse Nicola Curro, professore di fisica alla UC Davis e autore senior di un articolo sulla scoperta pubblicato il 13 marzo sulla rivista Comunicazioni sulla natura .
Curro e colleghi stavano studiando un composto di bario-ferro-arsenico, BaFe2As2, che può agire da superconduttore a temperature di circa 25 Kelvin se drogato con piccole quantità di altri elementi. Questo tipo di superconduttore a base di ferro è interessante perché, sebbene debba essere tenuto piuttosto freddo per funzionare, potrebbe essere allungato in fili o cavi.
BaFe2As2 è quello che viene chiamato un cristallo "nematico" perché la sua struttura passa attraverso una transizione di fase prima di diventare superconduttore. Nel caso di BaFe 2 Come 2 , la sua struttura cristallina va da una configurazione quadrata a una rettangolare.
Curro e gli studenti laureati Tanat Kissikov e Matthew Lawson stavano tentando di studiare il materiale mediante imaging a risonanza magnetica nucleare (NMR) mentre lo allungavano, per vedere se potevano forzarlo nella configurazione rettangolare. Con loro sorpresa, le proprietà magnetiche del BaFe 2 Come 2 cambiato mentre lo allungavano.
Il materiale non è un grosso magnete:gli spin dei suoi atomi puntano in direzioni opposte alternate, rendendolo un antiferromagnete. Ma la direzione di quegli spin magnetici cambia in modo misurabile quando è sotto stress, hanno trovato.
"La vera sorpresa è che sembra che la direzione del magnetismo possa cambiare e uscire dal piano, " disse Curro.
A questo punto, non esiste una teoria per spiegare questi risultati, disse Curro. Il suo laboratorio sta cercando di vedere se altri materiali possono mostrare lo stesso comportamento e se la deformazione meccanica può influenzare le proprietà superconduttive del materiale (questi esperimenti non sono stati condotti a temperature in cui BaFe 2 Come 2 è un superconduttore).
La scoperta potrebbe avere applicazioni in nuovi modi per cercare la deformazione all'interno di materiali come componenti di aeromobili, disse Curro.
