Немагнітні метали фізики ненадовго перетворили на магніти

of your page -->

Вести.ру: Завдяки використанню фулеренів, фізикам вдалося "подарувати" магнетизм немагнітної міді та марганцю.

Два поширені метали, які не мають магнітних властивостей — мідь і марганець — фізики в рамках нового дослідження наділили такими. Недовго тонкі плівки цих матеріалів поводилися як магнітні залізо, кобальт або нікель. Методика перетворення немагнітного матеріалу на магнітний включає створення найтонших пластів і використання у яких молекул з урахуванням вуглецю.

Постійні магніти на основі заліза мають свої властивості завдяки спинам електронів, які хімічний елемент має у своєму складі. Спин, насправді, означає, що кожен електрон створює своє власне магнітне поле.

Більшість електронів становлять пари отже спини знищують ефект одне одного. Але деякі непарні спини шикуються по зовнішньому магнітному полю і залишаються в тому ж положенні навіть тоді, коли це поле видалено.

Спільний ефект цих крихітних уніфікованих магнітних полів саме робить деякі метали, такі як залізо, кобальт і нікель магнітними матеріалами при кімнатній температурі.

Як розповідається в прес-релізі, в рамках свого експерименту вчені змусили немагнітні мідь і марганець поводитися так само і проявити магнітні властивості. Вчені вибудували на підкладці бутерброд із тонких плівок металів (2,5 нанометра) та шарів із фулеренів (15 нм) — схожих на клітину молекул із 60 атомів вуглецю. Фулерени відрізняються тим, що вони особливо ефективно відтягують на себе електрони, які відповідають заелектричну провідність металів

В результаті зміни електронної структури зразків фізики отримали досить слабкі та надзвичайно тонкі, але все ж таки магнітні пласти міді та марганцю. Коли їх піддали впливу зовнішнього магнітного поля, а потім видалили його, 10% індукованого магнітного поля залишилося діючим.

Щоб перевірити, що за прояв ефекту відповідає саме перехід електронів на межі метал-фулерен, вчені проклали алюміній між шарами. Магнітні властивості зразків, як і очікувалося, зникли.

Технологія також може використовуватися у вітрових турбінах, що містять електричні генератори з магнітними матеріалами, які повинні зберігати свою поляризацію, поглинаючи велику кількість енергії. В даний час турбіни містять залізо, кобальт і нікель, змішані з рідкісноземельними елементами, але всі вони дуже дорого коштують і важко видобуваються.

Сеспедес та його команда впевнені, що технологію доведеться ще досить довго доопрацьовувати. Насамперед, фізики хочуть зосередитися на тому, щоб змусити ефект "штучного" магнетизму тривати довше (зараз він тримається лише кілька годин) і зробити його більш відчутним. Однак той факт, що експеримент успішно провели з марганцем навіть при кімнатній температурі, вже є великим успіхом.

Спостережуваний ефект може бути використаний у спинтроніку, а також у квантових комп'ютерах майбутнього.

(Від ред.) Статтю "Beating the Stoner Criterion using molecular interfaces" можна прочитати он-лайн.

В анонсі новини наведено ілюстрацію із додатку до статті Supplementary Information