Изображение: University of Minnesota, Quarterman et al, Nature Communications
Новое экспериментальное открытие, проведенное учеными из Университета Миннесоты, демонстрирует, что химический элемент рутений (Ru) является четвертым одиночным элементом, обладающим уникальными магнитными свойствами при комнатной температуре. Это открытие можно использовать для улучшения датчиков, устройств в компьютерной памяти или других устройств с использованием магнитных материалов.
Использование ферромагнетизма или основного механизма, с помощью которого некоторые материалы (такие как железо) образуют постоянные магниты или притягиваются к магнитам, идет с древних времен, когда магниты использовались для навигации.
С тех пор было найдено, что только три элемента на периодической таблице, которые являются ферромагнитными при комнатной температуре — железо (Fe), кобальт (Co) и никель (Ni). Редкоземельный элемент гадолиний (Gd) является таковым только при 8 градусов по Цельсию.
Магнитные материалы очень важны в промышленности и современных технологиях и используются для фундаментальных исследований и во многих повседневных приложениях, таких как датчики, электродвигатели, генераторы, носители на жестких дисках и тд. Новое исследование показывает, что рутений может быть четвертым одноэлементным ферромагнитным материалом.
Подробности исследования опубликованы в последнем выпуске Nature Communications. Ведущим автором статьи является выпускник университет Миннесоты, кандидат технических наук, Патрик Кватерман.
Основываясь на установленных теоретических прогнозах, исследователи из использовали инженерный семенной слой для форсирования тетрагональной фазы рутения, который предпочитает иметь гексагональную конфигурацию, и наблюдали первый пример ферромагнетизма в одном элементе при комнатной температуре.
С точки зрения применения рутений интересен тем, что он устойчив к окислению, а дополнительные теоретические предсказания утверждают, что он обладает высокой термостабильностью — жизненно важным требованием для масштабирования магнитных записей. Изучение этой высокой термической стабильности является предметом текущих исследований в Университете Миннесоты.
Больше информации: P. Quarterman et al, Demonstration of Ru as the 4th ferromagnetic element at room temperature, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-04512-1