Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Making better memories

30.01.2012
Demonstration of a rare combination of electric and magnetic properties in a now readily producible material could improve electronic memory devices

Anzeige


Figure 1: Strontium barium manganite’s properties come from its manganese atoms (purple sphere). Spin (black arrow) endows the material with its magnetic properties, while the displacement of the ion from the center of the cubic lattice (purple arrow) makes it ferroelectric. Oxygen atoms are shown as red spheres and strontium or barium atoms are green. Copyright : 2012 Yasujiro Taguchi

An electric field can displace the cloud of electrons surrounding each atom of a solid. In an effect known as polarization, the cloud centers move away slightly from the positively charged nuclei, which radically changes the optical properties of the solid. Materials that can maintain this polarization, even when the external electric field is removed, are known as ferroelectrics and they could provide a novel route to higher-density memory devices.

“The function of ferroelectric materials is much expanded if they are also magnetic, and if there is a strong coupling between polarization and magnetization,” explains Yasujiro Taguchi from the RIKEN Advanced Science Institute in Wako. Taguchi and his colleagues from RIKEN, and several other Japanese research institutes, recently demonstrated experimentally that the material strontium barium manganite ((Sr,Ba)MnO3) has this rare combination of properties1.

Previous experimental studies on (Sr,Ba)MnO3 did not identify any signs of the ferroelectricity promised by theoretical simulations. The problem was an insufficient ratio of barium to strontium atoms: conventional crystal growth techniques had produced material with only a maximum ratio of 1:4. Taguchi and his colleagues therefore developed a new two-stage growth technique that enabled them to increase the barium content to 50%. By comparing the properties of crystals with different levels of barium content, they identified a transition to a ferroelectric state at a content ratio of between 40 and 45%.

Strontium barium manganite has a so-called perovskite crystal arrangement, which is characterized by a repeating cubic structure (Fig. 1). Manganese atoms are located at the center of the crystal and oxygen atoms are situated in the middle of each of the six sides. Either a strontium or a barium atom sits on each corner of the cube. The spin, or rotation, of an electron in the manganese ions makes the crystal magnetic. Ferroelectricity arises because the manganese ions are displaced slightly from the center of the cube. “Therefore the manganese ions are responsible for both polarization and magnetism and thus a strong coupling between the two emerges,” explains Taguchi.

Materials that are both ferroelectric and have magnetic properties are called multiferroics. The multiferroic materials identified so far have either strong coupling between electricity and magnetism but small polarization, or large polarization with weak coupling. “We have now discovered a multiferroic material that has both [strong coupling and large polarization],” says Taguchi. “These properties are necessary requirements if multiferroic materials are to be applied to devices. One possible example is low-power-consumption memory devices.”

The corresponding author for this highlight is based at the Exploratory Materials Team, RIKEN Advanced Science Institute

gro-pr | Quelle: Research asia research news
Weitere Informationen: www.riken.jp
www.researchsea.com

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Engineered materials: Custom-made magnets
24.05.2012 | The Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)

nachricht Singapore-made anti-reflective plastics to be commercialised
24.05.2012 | The Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)

Alle Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit


Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.

Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.

„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...

Im Focus: Widerspenstiges Quasiteilchen erzeugt


Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.

Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Energieversorger vor dem Umbruch

24.05.2012 | Studien Analysen

Stem-cell-growing surface enables bone repair

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft und Öffentlichkeit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp