(Phys.org)—Elektromagnetiska enheter, från borrmaskiner till smarta telefoner, kräver en elektrisk ström för att skapa de magnetiska fält som gör att de kan fungera. Men med mindre enheter, att effektivt leverera en ström för att skapa magnetiska fält blir svårare.

I en upptäckt som kan leda till stora förändringar i att lagra digital information och driva motorer i små handhållna enheter, forskare vid UCLA har utvecklat en metod för att slå på och stänga av små magnetfält med ett elektriskt fält - en skarp avvikelse från den traditionella metoden att köra en ström genom en tråd.

Forskarna, knuten till universitetets National Science Foundation-finansierade TANMS (Translational Applications of Nanoscale Multiferroic Systems), utvecklat en komposit som kan kontrollera magnetoelektrisk aktivitet i en skala av cirka 10 nanometer, några 1, 000 gånger mindre än en röd blodkropp. Tidigare, instabiliteten hos magnetiska partiklar i denna skala gjorde det omöjligt att kontrollera deras rörelse, mycket mindre energin som når dem.

Teamet använde en komposit av nickelnanokristaller i kombination med en enda kristall av piezoelektriskt material - som kan generera kraft när en liten mängd kraft appliceras på det - för att kontrollera partiklarnas nord–sydorientering samt deras tendens att snurra runt. , som är väsentliga aspekter av att aktivera eller avaktivera ett magnetfält.

Fynden kan potentiellt förändra hur elektromagnetiska enheter utformas i framtiden. Med ytterligare forskning, laget sa, upptäckten kan möjliggöra betydande miniatyrisering av utrustning, allt från minnesenheter och antenner till instrument som används för att analysera blod. Forskarna noterade att även om deras resultat representerar ett stort vetenskapligt steg, praktiska tillämpningar av upptäckten är sannolikt år borta.

Forskningen publicerades online den 11 februari i den peer-reviewade tidskriften Nanobokstäver (bit.ly/W8zhxd) och kommer att dyka upp i en kommande tryckt upplaga av tidskriften.