Une nouvelle découverte expérimentale, menée par des chercheurs de l’Université du Minnesota, montre que les éléments chimiques du Ru sont le quatrième élément avec les propriétés magnétiques uniques à la température ambiante. Cette découverte peut servir à améliorer des capteurs, mémoire de l’ordinateur et matériel industrie logique ou autres périphériques qui utilisent des matériaux magnétiques. L’utilisation de ferromagnétisme, ou le mécanisme de base par lequel certains matériaux (comme le fer) forme des aimants permanents ou est attirés par les aimants, remonte à l’antiquité quand les aimants étaient utilisés pour la navigation. Depuis lors, seuls trois éléments du tableau périodique ont été constatés que ferromagnétique en fer (Fe) de la température ambiante, cobalt (Co) et le nickel (Ni). Le gadolinium élément de terre rare (Gd) perd près de 8 degrés Celsius.
Cette illustration montre comment une phase positive du Ru a été contraint d’utiliser des méthodes de croissance ultra minces. Photo : Université du Minnesota, quartier-maître et al., Nature Communications
Matériaux magnétiques sont très importants dans la technologie industrielle et moderne. Il est utilisé dans la recherche fondamentale et de nombreuses applications quotidiennes tels que capteurs, moteurs, générateurs, disques durs et plus récemment spin souvenirs. Comme la croissance de couches minces est améliorée au cours des dernières décennies, il a la capacité de contrôler la structure des cristaux - même ceux qui sont impossibles dans la nature. Cette nouvelle étude montre que le Ru peut être le quatrième élément unique des matériaux ferromagnétiques, utilisant des films ultra-minces pour promouvoir la phase ferromagnétique. L’étude a été publiée dans le dernier numéro de l’actualité de la Nature. L’auteur principal du livre est Patrick Quarterman, récent étudiant au doctorat à l’Université du Minnesota. Il est un Conseil National de recherches (CNRC) stagiaire postdoctoral au National Institute of Standards and Technology (NIST).
Professeur Robert F. Hartmann de l’Université du Minnesota a dit : magnétisme est toujours étonnante. Il se révèle une fois de plus. Nous sommes très heureux et nous sommes très reconnaissants d’être en mesure d’être la première expérience pour prouver et ajouter le quatrième élément ferromagnétique dans le groupe expérimental du tableau périodique. C’est une passionnante mais difficile problème. Il nous a fallu environ deux ans, afin de trouver la bonne façon de « planter » ce matériel et le vérifier. Ce travail va exciter le milieu de la recherche magnétique et étudier les aspects fondamentaux du magnétisme élémentaire bien connu beaucoup. Autres membres du groupe ont également souligné l’importance de ce travail. Paul Voyles, co-auteur du ministère de la Science des matériaux et génie au département des sciences des matériaux et ingénierie à l’Université de Wisconsin-Madison, a déclaré : « la capacité de manipuler et de caractériser la matière à l’échelle atomique est la pierre angulaire de l’informatique moderne. Travail d’équipe de professeur Wang de l’Université du Minnesota montre que même dans les systèmes les plus simples, ces outils peuvent trouver de nouvelles choses, y compris un élément unique.
Partenaires de l’industrie conviennent que la coopération est la clé de l’innovation
Cette image de microscopie électronique à haute résolution confirme la phase carrée du Ru prévue par l’auteur de l’étude. Photo : Université du Minnesota, quartier-maître et al., Nature Communications
Ian A. Young, senior fellow et directeur de la société Intel, a déclaré : Intel est satisfait de sa coopération à long terme de recherche avec l’Université du Minnesota et C-SPIN. Nous sommes très heureux de partager ces développements en explorant les effets quantiques de matériaux. Peut donner un aperçu de dispositifs innovants économiseuse d’énergie de logique et de mémoire. Autres leaders de l’industrie conviennent que cette découverte aura un impact sur l’industrie des semi-conducteurs. L’importance de la spintronique à l’industrie des semi-conducteurs augmente rapidement, a déclaré Todd Younkin, chef de la DARPA-parrainé Semiconductor Research Consortium (SRC). Les progrès fondamentaux dans la compréhension des matériaux magnétiques, tel que démontré par le professeur Wang et son équipe dans cette étude, sont essentiel à la réalisation des percées continues dans les performances de calcul et d’efficacité.
Nouvelles technologies nécessitent de nouveaux matériaux
Dans la technologie de stockage de données, enregistrement magnétique domine encore, mais mémoire vive magnétiques et l’informatique a commencé à le remplacer. Ces mémoires magnétiques et dispositifs logiques imposent des contraintes supplémentaires sur les matériaux magnétiques, les stockage de données et les calculs par rapport aux disques durs classiques supports magnétiques. Cette poussée de nouveaux matériaux a ravivé l’intérêt pour faire des prédictions qui indiquent que les matériaux non ferromagnétiques tels que le Ru, palladium et ruthénium deviendra ferromagnétiques dans des conditions appropriées. Selon les prédictions théoriques existantes, des chercheurs de l’Université du Minnesota semences couche mécanique utilisent pour forcer la phase positive du Ru, qui préfère les structures hexagonales et observe tout d’abord ferromagnétique en éléments individuels à la chambre température. Exemples.
La structure cristalline et le matériau magnétique sont caractérisés par la collaboration avec le centre de caractérisation de Minnesota et ses collègues de l’Université du Wisconsin. Selon les chercheurs : cette étude ouvre la voie à la recherche fondamentale sur ce nouveau type de Ru ferromagnétique. Application point de vue, Ru est intéressant car il est antioxydant, et autres prédictions théoriques suggèrent qu’il a une stabilité thermique élevée — une condition importante pour la mémoire magnétique. Recherche cette stabilité à haute température est au centre de recherche en cours à l’Université du Minnesota.
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