Magnetyczny ferroelektryk
Na początku była teoria. Craig Fennie z Argonne National Laboratory przewidział, że tytanian żelaza (FeTiO3) wytworzony pod wysokim ciśnieniem, powinien wykazywać zarówno właściwości ferromagnetyczne jak i polaryzację ferroelektryczną. Takiej kombinacji zwykle nie spotyka się w jednym materiale.
Później, wraz z kolegami z Argonne, Pennsylvania State University, University of Chicago i Corenll University postanowił sprawdzić, czy teoria jest prawdziwa. Naukowcy wykorzystali odmianę mikroskopii sił atomowych znaną jako PFM (piezoresponse force microscopy), optyczne generowanie drugiej harmonicznej oraz magnetometrię, by wykazać, że w polikrystalicznym tytanianie żelaza, zsyntetyzowanym pod wysokim ciśnieniem, rzeczywiście występują oba wspomniane zjawiska. Ferroelektryczność występuje w temperaturze pokojowej i poniżej niej, a ferromagnetyzm w temperaturach poniżej 120 kelvinów (-153 stopnie Celsjusza).
Najnowsze osiągnięcie naukowców to kolejny krok w poszukiwaniu coraz lepszych materiałów, które w przyszłości znajdą zastosowanie w olbrzymiej liczbie urządzeń. Opisany tytanian żelaza może np. działać jako magnetyczny przełącznik sterowany za pomocą manipulacji polami elektrycznymi. Przed kilkoma miesiącami informowaliśmy o sukcesie zespołu z Oak Ridge National Laboratory.
Komentarze (3)
wilk, 21 października 2009, 15:52
Hmm, chemikiem nie jestem, ale czy są to nazwy zamienne? Co prawda żelaziany, to sole żelaza, zaś tytaniany to sole tytanu, a w tym przypadku mamy oba pierwiastki. Tyle, że tytaniany zapisujemy wzorem sumarycznym ??TiO? (np. tytanian baru BaTiO3), a żelaziany ??FeO? (np. żelazian potasu KFeO3). Podobnie jak na np. FeSO4 mówimy siarczan żelaza, a nie żelazian siarki.
Mariusz Błoński, 21 października 2009, 16:44
Nie są... pośpiech
Dzięki, poprawione
pio, 22 października 2009, 02:27
przepraszam, ze znowu wtrace trzy grosze. drobna uwaga - substancje wykazujace charakterystyczne zmiany fazowe w wiecej niz jednym parametrze (w tym przypadku ferroelektryczne i ferromagnetyczne) nazywaja sie zgrabnie mutliferroikami.
niedawno, przy okazji art. 'Początek produkcji pamięci zmiennofazowych', wspomnialem o tellurku germanu (GeTe).
GeTe, ktory jest ferroelektrykiem w temperaturach ponizej ok. 300 stopni Celcjusza. dodajac do niego mangan mozna wytworzyc material ferromagnetyczny Ge1-xMnxTe. wraz ze zwiekszaniem zawartosci manganu wieksza sie temperature krytyczna, tj. temp. przejscia ferromagnetycznego, tzw. temperature Curie, ktora obecnie szacuje sie maksymalnie na ok. 150 K. co prawda tutaj powstaje problem, gdyz jednoczesnie obniza sie temp. kryt. przejscia ferroelektrycznego, ktore powinno zanikac calkowicie przy ok. 30-35% manganu. niemniej material jest obiecujacy, a w szczegolnosci bardziej skomplikowane sturktury, np. warstwowe. sam zwiazek jest stosunkowo prosty technologicznie, tj. nie sa wymagane np. wysokie cisnienia. ma prosta kubiczna strukture krystaliczna, zblizona do soli kuchennej, do ktorej zreszta przechodzi w stanie paraelektrycznym, co pozwala na latwe sprzezenie tego materialu z polprzewodnikami obecnie wykorzystywanymi w elektronice.