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        Paul Scherrer Institute PSI 的研究人员展示了一种使用节能电场控制材料磁性的创新方法。 这一发现的重点是被称为磁电的材料，这些材料为下一代能源技术、数据存储、能源转换和医疗设备提供了前景。 研究结果发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

         随着人工智能和数据中心对能源的需求越来越大，科学家们正在寻求更智能、更智能、更环保的技术。 这就是磁电材料的用武之地 -- 电特性和磁特性相互关联的特殊化合物。 这种连接使研究人员能够使用电场控制磁力，这可能为超节能的内存和计算设备铺平道路。

         一种这样的磁电材料是橄榄绿色晶体氧硒化铜 （Cu2OSeO₃）。 在低温下，原子自旋排列成奇特的磁性结构，形成结构例如螺旋和锥体。 这些图案比底层原子晶格大得多，并且不固定在其几何结构上，因此具有高度可调性。

         中子观察电场重定向磁力

         现在，PSI 的科学家已经证明，电场可以将这些磁性结构引导到氧硒化铜内部。 在典型材料中，磁性结构 - 由原子自旋的扭曲和排列形成 - 被锁定在特定的方向上。 在铜中氧硒化物具有合适的电压，研究人员可以轻推和重新定位它们。

        ：这是第一次可以使用电场在材料中连续重新定向磁性织构的传播方向，这种效应称为磁电偏转。

         为了研究磁性结构，该团队在瑞士散裂中子源 SINQ 使用了 SANS-I 光束线，该设施使用中子束来绘制纳米级固体内的磁性结构。 定制设计的样品环境使研究人员能够施加高电场，同时用小角中子散射 （SANS） 探测晶体内部的磁化。

         “利用电场控制如此大的磁织构的能力表明，当创造性实验与世界一流的研究基础设施相结合时，会发生什么，”PSI 光束线科学家 Jonathan White 说。 “我们可以捕捉到磁电偏转等微妙效果，这是由于 SANS-I 卓越的分辨率和多功能性。

         从新颖物理学到新技术

         新发现的磁电偏转响应促使对其基础物理学进行更深入的研究。 他们的发现很有趣：磁性结构不仅有响应——它们根据电场的强度以三种不同的方式表现。 低电场轻轻偏转磁具有线性响应的结构。中等磁场带来了更复杂的非线性行为。 高场导致磁性纹理的传播方向发生戏剧性的 90 度翻转。

         “这些机制中的每一个都呈现出独特的特征，可以集成到传感和存储设备中，”PSI 博士后研究员、该研究的主要作者 Sam Moody 说。 “一个特别令人兴奋的可能性是混合设备，它利用这种能力来调整这些制度的发作通过改变施加磁场的强度。

         磁电偏转响应提供了一种强大的新工具，可以在不依赖能量密集型磁场的情况下控制磁力。 研究人员可以纵磁学的高度灵活性使他们的发现成为可持续技术应用的令人兴奋的前景。