Магниты давно используются в современной технике, однако у них есть серьезный недостаток — внешнее магнитное поле, которое способно мешать работе соседних компонентов. Чем меньше становятся устройства, тем острее эта проблема. Теперь международная группа ученых во главе с Техническим университетом Дании представила материал, который можно назвать «невидимым магнитом». Он обладает упорядоченной внутренней магнитной структурой, но почти не излучает поле наружу.
Секрет разработки заключается в особом классе веществ — компенсированных ферримагнетиках. В таких материалах магнитные моменты направлены навстречу друг другу и почти взаимно компенсируются. Внешне магнит как будто исчезает, хотя внутри сохраняет сильные свойства. Ранее подобного эффекта удавалось добиться лишь при узком диапазоне температур, что делало технологию непрактичной. Новый материал сохраняет стабильность даже при температуре значительно выше комнатной.
Для создания структуры ученые отказались от привычных металлических сплавов и использовали молекулярную сеть из атомов хрома и органических соединений пиразина. Такой подход позволил гораздо точнее управлять магнитными и электронными характеристиками вещества. Проверка проводилась с помощью нейтронного рассеяния и синхротронного излучения. Измерения подтвердили: компенсация магнитного поля действительно устойчива и не исчезает при изменении условий. Практическое значение открытия может оказаться большим. Материалы без паразитного внешнего поля позволят размещать компоненты плотнее, снижать помехи и создавать новое поколение энергоэффективной электроники.
Особый интерес вызывает область спинтроники, где информация передается не электрическим зарядом, а спином электронов. Такие устройства считаются одним из возможных путей развития вычислительной техники после традиционных чипов. Пока технология находится на ранней стадии. Исследователям еще предстоит изучить проводимость материала и научиться создавать тонкие пленки для интеграции в реальные устройства. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Chemistry.
