Ученым из университета Миннесоты впервые в истории науки удалось “включить” магнетизм в материале, который является немагнитным в нормальных условиях при помощи электричества. Данное достижение может быть шагом к созданию электронных компонентов из достаточно распространенных материалов, которые не могли быть использованы для этого в своем обычном виде.
Напомним нашим читателям, что ферромагнетизм является одним из самых сильных свойств некоторых материалов, у которых электроны его атомов синхронно вращаются в одном направлении, у немагнитных материалов электроны разделаются на условные пары, движущиеся в противоположных направлениях, что подавляет генерируемое ими магнитное поле. На свете существует не так уж и много естественных материалов-ферромагнетиков, самыми распространенными из них являются железо, кобальт и никель, а также их сплавы. И это значительно сужает возможности инженеров, создающих электронные устройства, работающие за счет использования явления ферромагнетизма.
Материал, о котором сейчас идет речь, называется пиритом, дисульфидом железа, который внешне очень похож на золото. Этот материал в обычных условиях является полностью немагнитным материалом, но когда ученые обеспечили контакт кристалла пирита с электролитом, имеющим определенный ионный состав, и приложили к этому всему небольшой электрический потенциал порядка одного Вольта, проявился весьма странный эффект. Электрический потенциал заставил положительно заряженные части молекул перемещаться в сторону места контакта пирита и электролита, создавая магнитное поле, силу которого можно измерить обычными приборами. И самым интересным стало то, что после снятия потенциала у пирита появились магнитные свойства, которые сделают возможным использование этой магнитной формы материала в электронике.
“Мы сами были удивлены полученным эффектом” – пишут исследователи, – “Прикладывая напряжение, мы, по сути, “заливаем” электроны внутрь материала. И когда внутри материала появляется достаточно высокая концентрация электронов, материал спонтанно становится ферромагнетиком. После того, как мы провернули такой трюк с сульфидом железа, у нас появилась уверенность, что это может сработать и с другими распространенными материалами”.
Отметим, что ранее ученым уже удавалось превращать немагнитные материалы в магнитные, удалив из них электроны, вращающиеся в одном направлении. А данный случай является первым в истории науки, когда этот же самый эффект был получен только при помощи электричества и за счет наполнения материала дополнительными электронами. Далее исследователи планируют продолжить работу в данном направлении и добиться работы эффекта при более высоких температурах, и при использовании других типов изначально немагнитных материалов.