由明尼苏达大学研究人员领导的一项新的实验发现表明,化学元素钌(Ru)是室温下具有独特磁性的第四个单一元素。这一发现可用于改进传感器、计算机内存和逻辑设备中的设备,或使用磁性材料的其他设备。
铁磁的使用,或某些材料(如铁)形成永磁体或被磁铁吸引的基本机制,在磁石用于导航时早达远古时代。从那时起,周期表中只有三种元素在室温铁(Fe)、钴(Co)和镍(Ni)中被发现是铁磁性的。稀土元素钆(Gd)在几乎8摄氏度时就失去了磁性。
磁性材料在工业和现代技术中是非常重要的,已经被用于基础研究和许多日常应用中,如传感器、电动机、发电机、硬盘介质和最近的自旋电子存储器。随着薄膜生长在过去几十年中的发展,控制晶体晶格结构的能力,甚至是在自然界中不可能的力结构也是如此。这一新的研究表明,钌材料可以是通过使用超薄薄膜来制作的第四种单元素铁磁性材料。
在最近一期的《自然通信Nature Communications》杂志上,他们描述了他们这项研究工作的一些细节。该论文的主要作者是明尼苏达大学最近的博士生Patrick Quarterman,他是国家标准研究院(NIST)国家研究委员会(NRC)博士后研究员。
“磁力总是惊人的。它再次证明了自己。我们很兴奋,并且感激自己成为第一组实验证明,并将第四铁磁性元素在室温下添加到周期表,”明尼苏达大学Robert F. Hartmann教授,以及论文的通讯作者电气和计算机工程Jian-Ping Wang表示说。
“这是一个令人兴奋但很难解决的问题。我们花了大约两年的时间来找到一种正确的方法来生长这种材料并验证它。这项工作将触发磁性研究社区,以了解许多知名元素磁性的基本方面,”Wang补充说。
该小组的其他成员也强调了这项工作的重要性。