Una nova troballa experimental, dirigida per investigadors de la Universitat de Minnesota, mostra que els elements químics de Ru són el quart element amb propietats magnètiques úniques a temperatura ambient. Aquest descobriment es pot utilitzar per millorar sensors, equips de memòria i lògica de la indústria o altres dispositius que utilitzen materials magnètics. L'ús del ferromagnetisme o el mecanisme bàsic pel qual determinats materials (com el ferro) formen imants permanents o són atrets per imants, es remunten als temps antics quan els imants es van utilitzar per a la navegació. Des de llavors, només tres elements de la taula periòdica han estat ferromagnètics a temperatura ambient (Fe), cobalt (Co) i níquel (Ni). L'element de la terra rara gadolini (Gd) perd gairebé 8 graus centígrads.
Aquesta il·lustració mostra com una fase positiva de Ru es va veure obligada a utilitzar mètodes de creixement de pel·lícules ultra primes. Foto: Universitat de Minnesota, Quarterman et al., Nature Communications
Els materials magnètics són molt importants en la tecnologia industrial i moderna. S'utilitza en la investigació bàsica i en moltes aplicacions quotidianes com sensors, motors, generadors, mitjans de disc dur i, més recentment, memòries de spin. A mesura que el creixement de les pel·lícules primes ha millorat durant les últimes dècades, té la capacitat de controlar l'estructura de la xarxa dels cristalls, fins i tot els que són impossibles de la natura. Aquest nou estudi demostra que Ru pot ser el quart element de material ferromagnètic individual, utilitzant pel·lícules ultra primes per promoure la fase ferromagnètica. L'estudi va ser publicat en l'últim número de Nature News. L'autor principal del treball és Patrick Quarterman, recent estudiant de doctorat de la Universitat de Minnesota. És membre del Servei Nacional de Recerca (NRC) Postdoctoral de l'Institut Nacional d'Estàndards i Tecnologia (NIST).
El professor Robert F. Hartmann de la Universitat de Minnesota va dir: El magnetisme sempre és sorprenent. Es prova una vegada més. Estem molt contents i estem molt agraïts de poder ser el primer experiment a provar i afegir el quart element ferromagnètic al grup experimental de la taula periòdica. Aquest és un problema emocionant però difícil. Ens va trigar dos anys a trobar el camí correcte per "plantar" aquest material i verificar-lo. Aquest treball excitarà la comunitat de recerca magnètica i estudiarà els aspectes fonamentals de molts magnetismes elementals coneguts. Altres membres del grup també van destacar la importància d'aquest treball. Paul Voyles, coautor del Departament de Ciència de Materials i Enginyeria del Departament de Ciència i Enginyeria de Materials de la Universitat de Wisconsin-Madison, va dir: "La capacitat de manipular i caracteritzar la matèria a escala atòmica és la pedra angular de la informació moderna tecnologia. El treball en equip del professor Wang a la Universitat de Minnesota mostra que, fins i tot en els sistemes més senzills, aquestes eines poden trobar coses noves, incloent un únic element.
Els socis de la indústria estan d'acord que la cooperació és la clau de la innovació
Aquesta imatge d'alta resolució del microscopi electrònic confirma la fase quadrada de Ru predit per l'autor de l'estudi. Foto: Universitat de Minnesota, Quarterman et al., Nature Communications
Ian A. Young, sènior i director d'Intel Corporation, va dir: Intel està satisfet amb la seva cooperació a llarg termini amb la Universitat de Minnesota i la C-SPIN. Estem molt contents de compartir aquests esdeveniments explorant els efectes quàntics dels materials. Pot proporcionar informació sobre la innovadora lògica d'estalvi d'energia i dispositius de memòria. Altres líders de la indústria coincideixen que aquest descobriment tindrà un impacte en la indústria dels semiconductors. La importància de l'espintrònica a la indústria dels semiconductors augmenta ràpidament, va dir Todd Younkin, cap del consorci de recerca semiconductora (SRC) patrocinat per DARPA. El progrés fonamental en la comprensió dels materials magnètics, tal com ho demostra el Prof. Wang i el seu equip en aquest estudi, és crucial per assolir avanços continus en el rendiment i l'eficiència informàtica.
Les noves tecnologies requereixen materials nous
En la tecnologia d'emmagatzematge de dades, l'enregistrament magnètic encara domina, però la memòria d'accés aleatori basat en magnètic i la informàtica van començar a reemplaçar-la. Aquestes memòries magnètiques i dispositius lògics imposen restriccions addicionals sobre els materials magnètics, l'emmagatzematge de dades i els càlculs en comparació amb els materials magnètics tradicionals de disc dur. Aquesta empenta per a nous materials ha despertat l'interès per fer prediccions que indiquen que materials no ferromagnètics com Ru, pal·liari i ruteni es faran ferromagnètics en condicions adequades. Segons les prediccions teòriques existents, els investigadors de la Universitat de Minnesota utilitzen l'enginyeria de la capa de llavors per forçar la fase positiva de Ru, que prefereix estructures hexagonals i observa ferromagnèticament primer en elements individuals a temperatura ambient. Exemples.
L'estructura del cristall i el material magnètic es caracteritzen per la col·laboració amb el Minnesota Characterization Facility i els seus col·legues de la Universitat de Wisconsin. Els investigadors van dir: Aquest estudi obre la porta a la investigació bàsica sobre aquest nou tipus de ru ferromagnètica. Des d'un punt de vista de l'aplicació, Ru és interessant perquè és antioxidant, i altres prediccions teòriques suggereixen que té una alta estabilitat tèrmica -un requisit important per a la memòria magnètica. La investigació sobre aquesta estabilitat a alta temperatura és el focus de recerca en curs a la Universitat de Minnesota.
Lloc web: www.greatmagtech.com www.gme-magnet.com
: www.precastconcretemagnet.com
sales02@greatmagtech.com