电磁之间会产生交互作用，例如中学物理谈到的电流磁效应（电流产生磁场），电磁感应（磁场改变产生电流）等等；而在特殊材料中，电与磁之间会有耦合（coupling）的现象，也就是说，该材料的电性会被磁场影响，磁性会被电场影响，产生所谓的磁电效应（magnetoelectric effect，ME）。
磁电效应在传感器与资料存储技术占有重要地位。近日，维也纳技术学院（Technische Universität Wien）固态物理研究所研究一个特殊晶体的磁电效应，发现人类过去未知的磁电效应形态，若成功将该原理商用，有望优化资料存储性能。
研究团队将论文发布在《npj Quantum Materials》期刊上。
研究团队发现电极化强度与磁场的非线性关系
一个晶体的电性与磁性是否耦合，取决于内部的对称性，若晶体高度对称，例如一侧的晶体结构是另一侧的镜像，它理论上就没有磁电效应。
研究团队研究一种由镧、镓、硅、氧、鈥原子所组成的晶体。该晶体有高度对称性，根据理论，它不会有磁电效应。在弱磁场之下，电磁之间的确没有耦合的现象；然而研究团队发现，如果电场强度增加，鈥原子就会改变量子态并获得磁矩，改变晶体内部的对称性。虽然从几何的角度来看，晶体还是对称的；但如果将磁性列入考量，它就不是对称的。
该研究显示，晶体的电极化（electrical polarization）可借由磁场改变。电极化是指晶体内部正负电荷位移的现象，这可由电场轻易产生，但根据磁电效应，磁场也能产生电极化的现象。参与实验的Andrei Pimenov教授表示，根据实验，电极化的强度与磁场强度几乎是线性关系，这并不意外；但特别的是，电极化与磁场方向的关系并非线性，若稍微改变磁场方向，电极化就会大幅改变。这是人类过去未知的新形态磁电效应。
有望成为固态资料存储的新方案
未来，研究团队将尝试通过改变电场，来改变晶体的磁场特性。Pimenov认为，若磁场能改变电场特性，或许电场改变也会对磁场产生类似的效果。
对于该发现的产业应用，Pimenov表示，磁电效应已经在科技应用扮演重要角色，若研究成功，该理论也应用在产业界的话，这可能是固态资料存储的新方案。现在的计算机硬盘（HDD）需要使用线圈产生磁场，来改变磁盘上磁性物质的磁场方向，达到读写资料的目的，然而此举需要大量的电能与时间，因此若能通过电场，直接改变固态内存的磁性，就会是存储技术的突破。
参考资料
《npj Quantum Materials》、《TU Wien》、《PhysOrg》