Scoperto super materiale che riesce a essere carico allo stesso tempo elettricamente e magneticamente

Fino ad ora si sapeva che un materiale può essere polarizzato magneticamente oppure elettricamente, ma mai contemporaneamente entrambe le cose. Fino ad ora, appunto, poiché una nuova ricerca del Niels Bohr Institutedell’Università di Copenhagen ha permesso di scoprire unsuper-materiale che riesce a essere carico allo stesso tempo elettricamente e magneticamente, aprendo nuove possibilità nella realizzazione di nuove tipologie di sensori.
La scoperta, pubblicata su Nature Materials, realizza praticamente una tipologia di studio già inaugurata negli anni Sessanta, quando ricercatori sovietici avevano scoperto materiali detti “multiferroici”, tuttavia irrealizzabili non esistendo una tecnologia adeguata.
Il materiale è un raro composto del ferro presente in natura, TbFeO3, studiato utilizzando una potente radiazione neutronica in un campo magnetico. Abbassando la temperatura a un livello vicino allo zero assoluto (-271 °C) si è scoperto che gli atomi del materiale si dispongono una struttura reticolare costituita da file di terbio separate da atomi di ferro e di ossigeno. Questi reticoli sono noti, ma non lo sono i loro domini magnetici, ossia le regioni in cui gli atomi hanno i loro momenti magnetici allineati e nello stesso verso. Normalmente, i domini si trovano disposto in modo confuso, ma in questo caso i ricercatori hanno osservato che si dispongono dritti come una freccia alla stessa distanza tra di loro. “Siamo rimasti sbalorditi quando abbiamo scoperto questo fenomeno”, ha spiegato Kim Lefmann, tra gli autori della ricerca.
Gli esperimenti compiuti presso il centro di ricerca neutronica Helmholtz-Zentrum a Berlino, in collaborazione con altri scienziati tedeschi e olandesi, hanno permesso di arrivare a comprenderele caratteristiche generali del materiale e un’immagine più precisa delle relazioni tra le sue proprietà fisiche e la struttura atomica. Secondo i modelli elaborati, le pareti di terbio interagiscono scambiandosi onde di spin (magnetismo), trasferite attraverso il reticolo magnetico del ferro. “Il risultato è qualcosa di simile a un potenziale di Yukawa, che conosciamo in fisica nucleare e delle particelle. In un certo senso, il materiale mostra le stesse forze che tengono insieme le particelle nel nucleo atomico”, ha spiegato Heloisa Bordallo, che ha partecipato allo studio. “È proprio questa interazione tra il metallo di transizione, il ferro, e un membro delle cosiddette terre rare, il terbio, che svolge un ruolo centrale per le proprietà magneto-elettriche del materiale”.
V.R.
fonte http://www.chimici.info/Il-materiale-carico-allo-stesso-tempo-elettricamente-e-magneticamente_news_x_11834.html?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=newsletter_chimici_25_28_06_2012