在高度对称的晶体里发现了不应该存在的磁电效应

磁和电以多种怪异而奇妙的方式联系在一起，如某些晶体中就存在着令人着迷的磁电效应——晶体的电学特性会受到磁场的影响，反之亦然。

现在事情变得更加古怪了，因为科学家们发现了对称晶体中的全新磁电效应，而这原本是不可能存在的东西。

一种被称为硅酸镓镧的特定类型的晶体——由镧，镓，硅、氧和钬原子组成——具有对称的结构，据认为可以消除磁与电之间的联系。

奥地利维也纳工业大学(TU Wien)的物理学家安德烈·皮梅诺夫(Andrei Pimenov)说：“晶体的电和磁特性是否耦合取决于晶体的内部对称性。如果晶体具有高度对称性，例如，晶体的一侧正好是另一侧的镜像，那么从理论上讲就不会有磁电效应。”

好吧，最新的发现就是：不仅对称晶体能够产生磁电效应，而且是以前从未见过的效应。

科学家们说，虽然对称性在几何意义上得以保留，但钬原子的磁性打破了对称性，从而使这种效应逐渐进入了量子物理学领域。晶体中的正电荷和负电荷会稍微移位。

通过电场很容易做到这一点，但是对于硅酸镓镧，也可以通过磁场来完成——关键是磁场的强度。

皮梅诺夫说：“硅酸镓镧晶体的结构是如此对称，以至于它不应产生任何磁电效应。而且在弱磁场的情况下，也确实如此。但是，如果我们增加磁场强度，就会发生一些超越常理的事情——原子改变其量子态并获得磁矩。这破坏了晶体的内部对称性。”

硅酸镓镧晶体的极化强度和磁场强度之间呈线性关系，这是正常的现象，而极化强度与磁场方向之间的关系则完全不正常——是强非线性关系。

这是全新的东西——磁场旋转微小角度可能会导致电极化效应发生较大变化。

研究人员下一步想要查看这种新效应是否可逆，即通过电场改变磁特性。

这无疑是非常前沿的物理学内容，但是对应用层面，如数据技术，也是非常有价值的发现。磁电效应对各种类型的传感器技术也很重要。

“在诸如计算机硬盘之类的磁性存储器中，需要磁场。它们是由电磁线圈产生的，而这需要相对大量的能量和时间。如果有直接的方法可以通过电场来切换固态存储器的磁性能，那将是一个突破。”

该研究已发表在《NPJ量子材料》上。

https://www.sciencealert.com/a-new-magnetoelectric-effect-has-been-found-in-a-symmetrical-crystal