Teadlased on juba aastaid teadnud magnetoelektrilisest efektist, milles elektriväli võib indutseerida ja kontrollida magnetvälja ning ka vastupidi. Selles efektis on elektriväli olnu alati homogeenne. Nüüd leidsid aga teadlased, et magnetvälja saab kontrollida ka spiraalse elektrivälja abil, luues uue efekti, mis nimetati magnetotoroidiliseks efektiks.
Toroidi magnetväli.
,,Homogeenne elektriväli on selline elektriväli, milles elektrivälja tugevus on igas punktis samasugune – selline väli tekib näiteks kahe vastupidiselt laetud metallplaadi vahel,” selgitas Wei Ren, üks artikli autoreid. ,,Teisest küljest võib aga ajas muutuv magnetväli indutseerida elektrivälja, mis on Maxwelli-Faraday seaduse järgi spiraalne. Selline spiraal on homogeenses elektriväljas aga null.”
Oma uurimuses viisid Rem ning kaasautor L. Bellaiche läbi atomaarsed simulatsioonid, mis kinnitavad uue efekti olemasolu(seda oli varem juba teoorias ennustatud). Oma simulatsioonides asetasid nad magnetiliste omadustega vismut-raudoksiidi(bismuth iron oxide, BFO) nanotäpid spiraalsesse elektrivälja. Kui nad proovisid kaardus elektrivälja abil nanotäppide magneetuvust kontrollida, siis leidsid nad, et protsess sisaldab mõningaid huvitavaid vahepealseid olekuid. Üks selline olek koosneb näiteks kahest elektrikeerisest ning ühest antikeerisest, kirjutab Physorg.com.
,,Osa meie tulemustest on üpriski üllatav ja ootamatu,” sõnas Ren. ,,Kunagi varem pole keegi täheldanud keeriste paari ja antikeerise kooseksisteerist ferroelektrikutes, kuigi seda tuntakse ferromagnetismi uurimisaladel kui ülimalt huvitavat olekut.”
Magnetotoroidilise efekti mõistmine võimaldaks teadlastel kasutada elektrivälju magnetismi paremaks kontrolliks, viies nii erinevate kasulike rakendusteni. Oma teadusartiklis viitavad teadlased uute seninägematute mälutihedusega mäluseadmete väljatöötamisele.
Teadusartikkel: “Prediction of the Magnetotoroidic Effect from Atomistic Simulations“