Fysiker från University of Arkansas har dokumenterat ett sätt att förbättra det magnetoelektriska svaret av vismutferrit, en upptäckt som kan leda till framsteg inom datalagring, sensorer och ställdon.

Vismutferrit, eller BFO, har länge varit av intresse för forskare eftersom dess funktionella egenskaper kan kontrolleras genom att applicera yttre stimuli; dess magnetiska svar kan styras via elektriskt fält, och dess elektriska svar kan styras via magnetfält, därav namnet magnetoelektriskt. BFO är av särskilt intresse eftersom det är ett av få magnetoelektriska material som fungerar vid rumstemperatur. En begränsande faktor, dock, är det lilla magnetoelektriska svaret. Att förbättra det svaret skulle öka materialets användbarhet.

U of A forskare har utvecklat ett sätt att förbättra svaret genom att simulera en situation där en blandning av tre kvasipartiklar skapar en ny kvasipartikel som de kallade "elektroakustiska magnoner".

"Denna mekanism ger möjligheter att konstruera materialets storlek och form för att nå slående större magnetoelektriska svar, "sa doktorand Sayed Omid Sayedaghaee, första författare till ett papper publicerat i tidskriften Nature Partner Journal Beräkningsmaterial . Fysikforskare Charles Paillard och Bin Xu, tillsammans med forskningsprofessor Sergey Prosandeev och framstående professor Laurent Bellaiche bidrog till studien.

Forskarna använde superdatorer vid Arkansas High Performance Computing Center för att skapa en modell som förklarar de elektroakustiska magnonerna och förklarar även dynamiken i magnetoelektriska effekter. Deras studie stöddes av bidrag från Defense Advanced Research Projects Agency och Army Research Office.