• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Valmistati haruldane elektriliste ja magnetiliste omadustega materjal

28.07.2011 by Uku Püttsepp Leave a Comment

Ameerika Ühendriikide Brookhaveni Rahvusvahelises Laboratooriumis vaadeldi seninägematut aine magnetiliste ja elektriliste omaduste kooseksisteerimist. Seda haruldast kombinatsiooni sisaldavaid materjale nimetatakse multiferroidideks. Multiferroidsed materjalid võivad saada tulevikus määravaks uue põlvkonna energiasäästlike mälu- ja loogikakiipide, aga ka sensortehnoloogiate arengus.

Koostöös Leinbizi Tahkiste ja Materjalide Instituudi teadlastega avaldati tulemused Physical Review Letters-is.

Ütriumist, mangaanist ja hapnikust valmistatud YMn2O5 kristallstruktuur. Hapniku aatomid on joonisel punased, ütriumi aatomid on hallid. Mangaani magnetmomendid on näidatud roheliste noolekestega. Ferroelektriline polarsiatsioon toimub hapniku ja mangaani aatomite vahel.

Ferromagneetikutel esineb püsiv magnetmoment, piltlikult mõtestades on ferromagneetiku aatom justkui kompassinõel. Ferromagneetikud on igapäevaelus sagedane nähe, näiteks külmkapimagnetitel ja arvuti kõvaketastel. Ferroelektrilised (loe siit) materjalid omavad võimet spontaanselt elektriliselt polariseerituda (loe siit), mis tähendab, et materjalis esineb iseeneslik (pööratav) positiivsete ja negatiivsete laengute eraldatus. Ferroelektrikute rakenduste hulka kuuluvad näiteks kajalokatsioonseadmed ja meditsiinilised pilditöötlusseadmed.

“Materjalide magnetiliste ja elektriliste omaduste liitmisel on huvitavad tagajärjed. Näiteks on sellisel juhul võimalik elektriväljaga salvestatud informatsiooni lugeda magnetväljaga. Tulemuseks on kiirem ja energiasäästlikum mäluseade,” ütleb üks kaasautoritest Stuart Wilkins.

Multiferroidsed materjalid, mille põhja- ja lõunapoolust on võimalik elektrivälja abil vahetada, on looduses haruldased. Ferroelektrism ja magnetism on pigem teineteist looduslikult välistavad ja nõrga vastastikuse interaktsiooniga.

Enamik füüsikalisi mudeleid, mida teadlased kahe eriomadusega materjalide paardumise kirjeldamiseks kasutavad, põhinevad aatomite korrastatuse häirimisel. Teisisõnu häiritakse magnetomadustega materjali kristallvõre korrapära, mille tulemusena tekib elektriline polarisatsioon.

Nüüd on aga avastatud materjalide elektriliste ja magnetiliste omaduste ühildamiseks uus viis. Töörühm kasutas NSLS (Brookhaven National Synchroton Light Source) väga intensiivseid röntgenkiirgusallikaid uurimaks ütriumi, mangaani ja hapniku põhist metalloksiidi. Vaatluste põhjal järeldati, et magnetmomendi ja elektrilise polarisatsiooni koos esinemise põhjus seisneb ühendi aatomite tuuma ümbritsevas elektronide pilve omadustes.

Katses kasutatud materjalis on mangaani ja hapniku aatomite orbitaalid segunenud nii, et lähtematerjali magnetstruktuur on segunemisprotsessist sõltumatu. Häirumatuse tõttu jäävad magnetilised omadused alles ja lisandub võime elektriliselt polariseeruda. Valmisoksiid on seega ferroelektrilik. Muutus lõppmaterjali magnetstruktuuris põhjustab paralleelse muutuse ferroelektrilises olekus.

Töörühma kasutatud NSLS labori suure võimsusega röntgenallikas on võtmetehnoloogiaks uute ja huvitavate materjalide uurimises, näiteks multiferroidide ja kõrgtemperatuursete ülijuhtide vallas. Teadlased on välja töötamas uut seadet, NSLS-II, mis on eelkäijast kuni 10 000 korda intensiivsem kiirgusallikas. Suurem intensiivsus võimaldab materjale uurida kõrgema lahutusvõimega.

Allikas: PhysOrg

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Riisi uus tulemine – riisitera kestast tehti poorne anoodmaterjal
  2. Süsihappegaasist saab tooraine
  3. Uus tehnoloogia: kristalliline soojuspump
  4. Huvitavate polarisatsiooniomadustega multiferroidsest metalliühendist
  5. Teadustöö grafeeni ja boornitriidi kaksikkihtmaterjali valmistamisest võib tähendada läbimurret transistoritööstuses
  6. Teadlased valmistasid mittemürgised painutatavad nanolehed
  7. Efektiivne meetod painduvate läbipaistvate elektroodide valmistamiseks
  8. Uuenduslikud ülijuhtkiud kannavad 40 korda rohkem elektrit
  9. Kägardatud paberi keerukus
  10. Edusammud kõrgtemperatuursete ülijuhtide füüsika teoorias

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: Materjalimaailm

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in