Uusi magneettinen alkuaine

Uusi kokeellinen löytö, jota johtivat Minnesotan yliopiston tutkijat, osoittaa, että kemiallinen alkuaine rutenium (Ru) on neljäs yksittäinen alkuaine, jolla on ainutlaatuiset magneettiset ominaisuudet huoneenlämmössä.

Löytöä voitaisiin käyttää parantamaan antureita, tietokoneiden muistipiirejä ja logiikkateollisuuden laitteita tai muita magneettisia materiaaleja käyttäviä tuotteita.

Ferromagnetismin käyttö ulottuu aina muinaisiin aikoihin jolloin luonnonmagneettia käytettiin navigointiin. Sittemmin vain kolmen alkuaineen jaksollisesta taulukosta on todettu olevan ferromagneettisia huonelämpötilassa - rauta (Fe), koboltti (Co) ja nikkeli (Ni). Harvinainen maa-alkuaine gadolinium (Gd) lähes menettää magnetisminsa vain kahdeksassa Celsius asteessa

agneettiset materiaalit ovat erittäin tärkeitä teollisuudessa ja nykyaikaisessa teknologiassa ja niitä käytetään monissa arkisissa sovelluksissa, kuten antureissa, sähkömoottoreissa, generaattoreissa, kiintolevyissä ja uusimmissa spintronisissa muisteissa.

Koska ohutkalvon kasvatus on parantunut viime vuosikymmeninä, niin se kykenee hallitsemaan myös kidehilojen rakennetta - jopa pakottaa rakenteita, jollainen on luonnossa mahdotonta. Uusi tutkimus osoittaa, että rutenium voi olla neljäs yksittäinen alkuaineinen ferromagneettinen materiaali käyttämällä erittäin ohutta kalvoa pakottamaan sen ferromagneettiseen faasiin.

Magneettinen tallennus on edelleen osa datan tallennustekniikassa, mutta magneettiperustainen satunnaishaku muistiin ja tietojenkäsittelyyn alkaa olla paikallaan. Nämä magneettiset muistit ja logiikkalaitteet asettavat lisävaatimuksia magneettisille materiaaleille, joissa dataa tallennetaan ja lasketaan verrattuna perinteisien kiintolevyjen magneettimateriaaleihin.

Tämä uusiin materiaaleihin kohdistuva tarve on herättänyt kiinnostusta josko oikeissa olosuhteissa ei-ferromagneettiset materiaalit, kuten rutenium, palladium (Pd) ja osmium (Os), voivat tulla ferromagneettisiksi.

Sovellusten näkökulmasta rutenium on mielenkiintoinen, koska se kestää hapettumista ja teoreettiset lisäennusteet väittävät, että sillä on korkea lämmönkestävyys, mikä on tärkeä vaatimus magneettisten muistien skaalaamiseksi.