Multiferroisuutta van der Waals materiaaleilla14.10.2026
Multiferroisten aineiden keskeinen etu on, että niiden erilaiset ferroiset järjestykset voidaan kytkeä toisiinsa, jolloin insinöörit voivat esimerkiksi muuttaa magneettista käyttäytymistä sähköjännitteen avulla. Lupauksistaan huolimatta stabiilien, ultraohuiden ja huoneenlämmössä hallittavien multiferroisten aineiden syntetisointi on toistaiseksi osoittautunut haastavaksi. Marylandin yliopiston ja kumppani-instituuttien tutkijat esittelivät äskettäin lähestymistavan van der Waalsin heterorakenteiden luomiseksi, joilla on multiferroisiteetti huoneenlämmössä. Kaksiulotteisten (2D) multiferroisten materiaalien, joissa on sekä ferromagneettisia että ferrosähköisiä järjestyksiä, valmistaminen on teknologisesti haastavaa, koska massamateriaalien ohentaminen johtaa virheisiin ja toiminnallisten ominaisuuksien heikkenemiseen. 2D-magneettien ja 2D-ferroelektristen materiaalien toteuttaminen van der Waals -materiaaleissa tarjoaa toisenlaisen reitin: Yhdistämällä nämä kaksi voi olla mahdollista suunnitella 2D-materiaali, jolla on molemmat järjestykset. Tutkijat toteuttivat tämän strategian onnistuneesti valmistaen van der Waals -heterorakenteen, joka koostui ferromagneettisesta trirauta-galliumditelluridi (Fe3GaTe2) ja ferrosähköisestä kupari-indiumtiofosfaatin (CuInP2S6) materiaaleista, mikä sitten integroi niiden vastaavat järjestykset. Näin tutkijat onnistuivat yhdistämään kahden erilaisen ferroisen ilmiön samaan materiaalin. Tällainen löytö täysitoimisesta vdW-heterorakenteisesta multiferroisuudesta avaa oven vdW-kerrosten keinotekoiselle kokoonpanolle suunnittelijan kehitettävissä olevaa 2D-multiferroiikkaa ajatellen. Aiheesta aiemmin: Nanoskaalaiset multiferroiset tie tehokkaalle magneettimuistiteknologialle |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Multiferroiset materiaalit ovat materiaaleja, joilla on samanaikaisesti kaksi tai useampia ferroisia järjestyksiä – stabiileja fysikaalisten ominaisuuksien järjestyksiä, joita voidaan vaihtaa ulkoisen ärsykkeen avulla. Nämä materiaalit voisivat olla erittäin edullisia erilaisten teknologioiden kehittämisessä, mukaan lukien haihtumattomat, pienen tehonkäytön muistipiirit, spintroniset piirirakenteet, miniatyyrielektroniikka, neuromorfiset laitteistot, anturit ja magnetoelektriset laitteet.