科学家发现全新磁电效应

维也纳科技大学的科学家发现了一种以前人们所不知道的磁电效应，将在感应器或磁盘这类数据存储介质方面有着重要的应用。

电场和磁场密切相关。电线可以产生磁场，发电机使用转动的磁铁发电。然而，特定材料中的电磁特性却以非常复杂的关系互相产生影响。一些晶体的电子特性会受到磁场的影响，反之亦然。科学家将这种联系称为磁电效应（magnetoelectric effect）。

维也纳科技大学的科学家从硅酸镧镓晶体上发现了一种全新的磁电效应。这种晶体含有镧、镓、硅和氧元素，以及钬原子杂质。

固体物理研究所的皮梅诺夫（Andrei Pimenov）介绍说：“晶体是否产生磁电效应取决于晶体内部的对称性。如果晶体是高度对称的，也就是说，两边的形状完全是一样的，那么理论上说，就不会产生磁电效应。”

他们发现硅酸镧镓晶体就是这样。“这种晶体的结构是如此地对称，不应该产生任何磁电效应。在弱磁场的情况下，的确没有发现晶体的电子特性。但是，当我们增强磁场的时候，意想不到的情况发生了：钬原子改变了它们的量子态，打破了晶体内部的对称性。”

皮梅诺夫说，从纯粹几何角度来看，晶体仍然是对称的，但是把原子的磁性考虑在内后，对称性被打破，因此晶体的电极化随着磁场出现改变。“极化是晶体内的正负电荷的相对位置出现一些偏移。使用电场这很容易实现，但是鉴于磁电效应，通过磁场也能实现。”

磁场越强，电极化越强。“极化和磁场强度之间大约是线性关系，这很正常。”皮梅诺夫说，“不可思议的是，极化和磁场方向之间，却是显着的非线性关系。只要稍微改变一点磁场的方向，极化可能完全颠倒。这是一种全新的、以前所不知道的磁电效应。也就是说，稍微一点转动就可能让磁场改变晶体的电极化。”

“磁电效应在各种科技应用领域将扮演越来越重要的角色。这项实验用的是磁场改变电子特性，下一步，我们将尝试用电场改变磁场特性。从原则上说，两者应该是一样的。”

皮梅诺夫说，如果获得成功，这对磁盘存储数据技术是个飞跃。“现代电脑使用的磁盘，靠电磁线圈产生磁场，需要很多能量和时间。如果找到一种方式通过电场直接可以转换固态存储介质的磁性，那就实现了突破。”