(Phys.org) —Forskare från North Carolina State University har för första gången integrerat ett material som kallas vismutferrit (BFO) som en enda kristall på ett kiselchip, öppnar dörren till en ny generation multifunktionella, smarta enheter.

BFO har både ferromagnetiska och ferroelektriska egenskaper, vilket innebär att den kan magnetiseras genom att köra en elektrisk ström genom materialet. Potentiella applikationer för BFO inkluderar nya magnetiska minnesenheter, smarta sensorer och spintronics -teknik.

Att integrera BFO i kiselsubstratet som en enda kristall gör BFO effektivare genom att begränsa mängden elektrisk laddning som "läcker" ut ur BFO in i substratet.

"Detta arbete innebär att vi nu kan titta på att utveckla smarta enheter som kan känna, manipulera och svara på data snabbare eftersom allt händer på ett chip - data behöver inte vidarebefordras någon annanstans, säger Dr. Jay Narayan, John C. Fan Distinguished Chair Professor i materialvetenskap och teknik vid NC State och seniorförfattare till ett papper som beskriver arbetet.

Forskarna fann också att de kan byta polaritet i BFO:s magnetfält med så lite som fyra volt, vilket är jämförbart med den spänning som behövs i befintliga integrerade kretsar. Detta är en nyckel för att utveckla funktionell teknik eftersom högre spänningar och fält är opraktiska och använder mer energi, som kan skada och störa elektroniska funktioner.

Liknande, forskarna fann att en lågstyrka, externt magnetfält - mätt vid 300 Oersted, en enhet med magnetfältstyrka - kan också växla BFO:s polaritet. Detta är viktigt eftersom externa magnetfält inte genererar värme i BFO, vilket kan vara viktigt för vissa applikationer.