(Phys.org) —Onderzoekers van de North Carolina State University hebben voor het eerst een materiaal genaamd bismutferriet (BFO) als een enkel kristal op een siliciumchip geïntegreerd, opent de deur naar een nieuwe generatie multifunctionele, slimme apparaten.

BFO heeft zowel ferromagnetische als ferro-elektrische eigenschappen, wat betekent dat het kan worden gemagnetiseerd door een elektrische stroom door het materiaal te laten lopen. Mogelijke toepassingen voor BFO zijn onder meer nieuwe magnetische geheugenapparaten, slimme sensoren en spintronica-technologieën.

Het integreren van de BFO in het siliciumsubstraat als een enkel kristal maakt de BFO efficiënter door de hoeveelheid elektrische lading te beperken die uit de BFO in het substraat "lekt".

"Dit werk betekent dat we nu kunnen kijken naar de ontwikkeling van slimme apparaten die kunnen voelen, sneller manipuleren en reageren op gegevens omdat het allemaal op één chip gebeurt - de gegevens hoeven niet ergens anders te worden doorgegeven, " zegt dr. Jay Narayan, John C. Fan Distinguished Chair Professor of Materials Science and Engineering bij NC State en senior auteur van een paper waarin het werk wordt beschreven.

De onderzoekers ontdekten ook dat ze de polariteit van het magnetische veld van de BFO kunnen veranderen met slechts vier volt, wat vergelijkbaar is met de spanning die nodig is in bestaande geïntegreerde schakelingen. Dit is een sleutel tot het ontwikkelen van functionele technologieën omdat hogere spanningen en velden onpraktisch zijn en meer energie verbruiken, die elektronische functies kunnen beschadigen en verstoren.

evenzo, vonden de onderzoekers dat een lage sterkte, extern magnetisch veld - gemeten bij 300 Oersted, een eenheid van magnetische veldsterkte – kan ook de polariteit van de BFO veranderen. Dit is belangrijk omdat externe magnetische velden geen warmte genereren in de BFO, wat voor sommige toepassingen van belang kan zijn.