Kristallstrukturer av R, R-1 och S, S-2. (A) Molekylstruktur för dinukleära Zn2+ -Yb3+ -komplexen R, R-1 och S, S-2 och deras enantiomera relation. Orange, Yb3+; ljusblå, Zn2+; blå, N; röd, O; grå, C. Väteatomer har utelämnats för tydlighetens skull. (B) Vy över kristallförpackningsarrangemanget för R, R-1 längs a-axeln, betonar de två homokirala komplexen. (C) Tilldelning av enkristallfasetter och vy över skivan i det kristallografiska (01¯1¯) planet. Kreditera: Vetenskap (2020). DOI:10.1126/science.aaz2795
Ett internationellt team av forskare vid University of Montpellier, University of Aveiro och University of Coimbra har visat magnetoelektrisk koppling i en paramagnetisk ferroelektrisk kristall. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen beskriver det ytterbiumbaserade molekylära magnetoelektriska materialet de upptäckte och dess möjliga användningsområden. Ye Zhou och Su-Ting Han med Shenzhen-universitetet har publicerat ett perspektiv som beskriver arbetet i samma tidskriftsnummer.
Under de senaste två decennierna har forskare har kämpat för att producera multiferroiska material. Men som Zhou och Han noterar, trots en enorm ansträngning, forskare har inte kunnat skapa sådana material som kan användas vid rumstemperatur. Och det har också varit problem med att skapa material med tillräckligt stark koppling för att vara användbara i kommersiella produkter. I denna nya insats, forskarna har skapat ett material som kan ha de egenskaper som forskare har letat efter.
Ferroelektricitet är en egenskap hos vissa material som har en elektrisk polarisering som kan vändas av ett externt elektriskt fält. Om ett elektriskt fält appliceras på sådana material, deras dipoler inriktas vilket resulterar i polarisering. Ferromagnetism är vissa materials höga känslighet för magnetisering. Och som i ferroelektriker, om ett magnetfält appliceras, materialets elektronspinn är inriktade, resulterar i magnetism. I denna nya insats, forskarna skapade ett material med elektriska egenskaper som förändras när de utsätts för ett magnetfält istället för en elektrisk kraft vid rumstemperatur. Det nya materialet uppnår också sex polarisationstillstånd genom manipulation av de applicerade elektriska och magnetiska fälten.
Forskarna skapade materialet genom att designa ett kiralt lantanidkomplex där Yb 3+ jon har ett starkt magnetiskt moment bredvid ett ferroelektriskt kiralt diamagnetiskt zinkcentrum. Resultatet är ett magnetoelektriskt material baserat på en ytterbiummolekyl - ett med hög magnetoelektrisk koppling. Materialets egenskaper bekräftades genom att göra mätningar av materialet med piezoresponskraftsmikroskopi medan ett likströmsmagnetfält applicerades.
Materialets egenskaper tyder på att det kan vara konkurrenskraftigt med oorganisk magnetoelektrisk. Zhou och Han föreslår att det kan ge en ny plattform för design av nya minnesenheter med hög densitet
© 2020 Science X Network
