Natuurkundigen van de Universiteit van Arkansas hebben een manier gedocumenteerd om de magneto-elektrische respons van bismutferriet te verbeteren, een ontdekking die zou kunnen leiden tot vooruitgang in gegevensopslag, sensoren en actuatoren.

Bismut ferriet, of BFO, is al lang interessant voor wetenschappers omdat de functionele eigenschappen ervan kunnen worden gecontroleerd door externe stimuli toe te passen; zijn magnetische respons kan worden gecontroleerd via een elektrisch veld, en de elektrische respons kan worden geregeld via een magnetisch veld, vandaar de naam magneto-elektrisch. BFO is van bijzonder belang omdat het een van de weinige magneto-elektrische materialen is die functioneel is bij kamertemperatuur. Een beperkende factor, echter, is de kleine magneto-elektrische respons. Het versterken van die respons zou de bruikbaarheid van het materiaal vergroten.

U of A-wetenschappers bedachten een manier om de respons te verbeteren door een situatie te simuleren waarin een mix van drie quasideeltjes een nieuw quasideeltjes creëert die ze 'elektroakoestische magnons' noemden.

"Dit mechanisme biedt mogelijkheden om de grootte en vorm van het materiaal te manipuleren om opvallend grotere magneto-elektrische reacties te bereiken, ", aldus promovendus Sayed Omid Sayedaghaee, eerste auteur van een paper gepubliceerd in het tijdschrift Nature Partner Journal Computermaterialen . Natuurkundigen Charles Paillard en Bin Xu, samen met onderzoeksprofessor Sergey Prosandeev en Distinguished Professor Laurent Bellaiche droegen bij aan het onderzoek.

De onderzoekers gebruikten supercomputers in het Arkansas High Performance Computing Center om een ​​model te maken dat de elektro-akoestische magnonen verklaart en ook de dynamiek van magneto-elektrische effecten verklaart. Hun studie werd ondersteund door subsidies van het Defense Advanced Research Projects Agency en het Army Research Office.