Multiferroiset materiaalit ovat samanaikaisesti ferromagneettisia ja ferrosähköisiä. Tällaiset ominaisuudet tekevät niistä kiinnostavia uusien monitoimirakenteiden osiksi moniin sovelluksiin. On kuitenkin ollut suuri haaste tehostaa ferromagneettisuutta ja ferrosähköisyyttä moniferroisissa materiaaleissa.
Äskettäisessä tutkimuksessaan UNIST-teknologiainstituutin (Ulsan National Institute of Science and Technologyn) professori Geunsik Lee ja Berkeleyn yliopiston professori Xiang Zhang osoittivat, että van der Waalsin (vdW) voimia voidaan käyttää ongelman ratkaisemiseksi. Tutkimus on herättänyt huomattavaa akateemista huomiota.
Työssään tutkijat osoittivat uuden kaksiulotteisen heterorakenteisen multiferroisuuden toteutettavuuden. Ehdotettu menetelmä on uusi tapa parantaa kahden ominaisuuden vuorovaikutusta sitomalla tiukasti ferromagneettisia ja ferrosähköisiä materiaaleja kemiallisen sidoksen avulla. Tutkijoiden teoreettisilla laskelmilla testaamassa menetelmässä käytetään vdW-voimien kemiallisia sitoutumisia.
Multiferroiset materiaalit, joilla on samanaikainen ferrosähköinen ja magneettinen järjestys, voivat hallita magneettisuutta sähkökentällä tai päinvastoin. Tekniikka magneettisuuden ohjaamiseksi sähkökentällä on erityisen välttämätöntä tiheiden muistirakenteiden kehittämiselle.
Työssään tutkijaryhmä ehdottaa uutta rakennetta ”ei-kovalenttiset 2D-heterorakenteiset multiferroiset”. Sellainen syntyy pinoamalla ferromagneettisen Cr2Ge2Te6:n ja ferrosähköisen In2Se3:n atomiset kerrokset pinoksi, mikä johtaa täysin atomiseen multiferroisuuteen.
He tutkivat myös kokeellisesti ja teoreettisesti 2D-heterostruktuuristen multiferroisten ferromagneettisia ja ferrosähköisiä ominaisuuksia. Tutkimukset osoittivat, että uudet multiferroiset rakenteet pystyvät täysin hallitsemaan magneettisuutta sähkökentällä, jopa kahden materiaalin välisellä rajapinnalla.
"Teoreettisesti olemme todistaneet, että kerrostettu ferrosähköisyys ja ferromagneettisuus voidaan yhdistää kemiallisesti van der Waalsin voimien kanssa ja siten muuttaen magneettiset ominaisuudet paljon suuremmaksi arvoksi kuin perinteisissä", toteaa professori Geunsik Lee.
"Kuvittelemme multiferroisuuden kaksinaisuuden, joka mahdollisesti rikastuttaa kerroksista vapautetun datan tallennuksen ja tietojenkäsittelyä, mikä johtuu rakennekerrosten monipuolisista magnetosähköisistä ja magneto-optisista ominaisuuksista."
Veijo Hänninen
Nanobittejä 26.9.2019
Ohjelmistopohjaiset ajoneuvot avaavat valtavan määrän uusia mahdollisuuksia. Sovelluksia ja toimintoja syntyy jatkuvasti lisää, ja niiden avulla ajokokemuksesta pyritään tekemään entistä turvallisempi, miellyttävämpi ja paremmin verkottunut. Jos ADAS ja V2X ovat muotitermejä, tarkka ajoitus on perusta.
