Một phát hiện thử nghiệm mới, do các nhà nghiên cứu tại Đại học Minnesota, chỉ ra rằng các nguyên tố hóa học của Ru là nguyên tố thứ tư có tính chất từ duy nhất ở nhiệt độ phòng. Khám phá này có thể được sử dụng để cải thiện cảm biến, bộ nhớ máy tính và thiết bị công nghiệp logic, hoặc các thiết bị khác sử dụng vật liệu từ tính. Việc sử dụng sắt từ, hoặc cơ chế cơ bản mà một số vật liệu (chẳng hạn như sắt) tạo thành nam châm vĩnh cửu hoặc bị thu hút bởi nam châm, có thể được bắt nguồn từ thời cổ đại khi nam châm được sử dụng để điều hướng. Kể từ đó, chỉ có ba yếu tố trên bảng tuần hoàn đã được tìm thấy là sắt từ trong sắt nhiệt độ phòng (Fe), coban (Co) và niken (Ni). Nguyên tố đất hiếm gadolinium (Gd) mất gần 8 độ Celsius.
Hình minh họa này cho thấy giai đoạn tích cực của Ru bị buộc phải sử dụng các phương pháp tăng trưởng màng siêu mỏng. Ảnh: Đại học Minnesota, Quarterman và cộng sự, Truyền thông Thiên nhiên
Vật liệu từ tính rất quan trọng trong công nghệ công nghiệp và hiện đại. Nó được sử dụng trong nghiên cứu cơ bản và nhiều ứng dụng hàng ngày như cảm biến, động cơ, máy phát điện, phương tiện truyền thông đĩa cứng và nhiều kỷ niệm quay gần đây hơn. Khi sự phát triển của màng mỏng đã được cải thiện trong vài thập kỷ qua, nó có khả năng kiểm soát cấu trúc tinh thể mạng tinh thể - ngay cả những tinh thể không thể có trong tự nhiên. Nghiên cứu mới này cho thấy Ru có thể là vật liệu sắt từ nguyên tố thứ tư, sử dụng các màng siêu mỏng để thúc đẩy pha sắt từ. Nghiên cứu được công bố trên ấn bản mới nhất của tờ Nature News. Tác giả chính của bài báo là Patrick Quarterman, một sinh viên tiến sĩ gần đây tại Đại học Minnesota. Ông là thành viên Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia (NRC) tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST).
Giáo sư Robert F. Hartmann thuộc Đại học Minnesota cho biết: Từ tính luôn tuyệt vời. Nó một lần nữa chứng minh bản thân nó. Chúng tôi rất vui mừng và chúng tôi rất biết ơn vì có thể là thí nghiệm đầu tiên chứng minh và thêm yếu tố sắt từ thứ tư vào nhóm thử nghiệm của bảng tuần hoàn. Đây là một vấn đề thú vị nhưng khó khăn. Chúng tôi mất khoảng hai năm để tìm đúng cách để "trồng" tài liệu này và xác minh nó. Công trình này sẽ kích thích cộng đồng nghiên cứu từ tính và nghiên cứu các khía cạnh cơ bản của nhiều từ tính nguyên tố nổi tiếng. Các thành viên khác của nhóm cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của công việc này. Paul Voyles, đồng tác giả của Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu tại Đại học Wisconsin-Madison, cho biết: “Khả năng thao tác và mô tả vật chất ở quy mô nguyên tử là nền tảng của thông tin hiện đại Công nghệ. Giáo sư làm việc theo nhóm tại Đại học Minnesota cho thấy rằng ngay cả trong các hệ thống đơn giản nhất, những công cụ này có thể tìm thấy những thứ mới, bao gồm cả một yếu tố duy nhất.
Các đối tác trong ngành đồng ý rằng hợp tác là chìa khóa để đổi mới
Hình ảnh kính hiển vi điện tử có độ phân giải cao này xác nhận pha vuông của Ru dự đoán của tác giả nghiên cứu. Ảnh: Đại học Minnesota, Quarterman và cộng sự, Truyền thông Thiên nhiên
Ian A. Young, đồng nghiệp và giám đốc của tập đoàn Intel, cho biết: Intel rất hài lòng với sự hợp tác nghiên cứu lâu dài của mình với Đại học Minnesota và C-SPIN. Chúng tôi rất vui khi chia sẻ những phát triển này bằng cách khám phá các hiệu ứng lượng tử của vật liệu. Có thể cung cấp thông tin chi tiết về các thiết bị bộ nhớ và logic tiết kiệm năng lượng sáng tạo. Các nhà lãnh đạo ngành công nghiệp khác đồng ý rằng khám phá này sẽ có tác động đến ngành công nghiệp bán dẫn. Todd Younkin, người đứng đầu Hiệp hội nghiên cứu bán dẫn DARPA tài trợ (SRC) cho biết tầm quan trọng của spintronics đối với ngành công nghiệp bán dẫn đang gia tăng nhanh chóng. Các tiến bộ cơ bản được thực hiện trong sự hiểu biết về vật liệu từ tính, như được chứng minh bởi Giáo sư Wang và nhóm của ông trong nghiên cứu này, là rất quan trọng để đạt được những đột phá liên tục trong hiệu suất và hiệu quả của máy tính.
Công nghệ mới yêu cầu vật liệu mới
Trong công nghệ lưu trữ dữ liệu, ghi từ vẫn chiếm ưu thế, nhưng bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên dựa trên từ tính và điện toán bắt đầu thay thế nó. Những bộ nhớ từ và các thiết bị logic này áp đặt các ràng buộc bổ sung đối với vật liệu từ tính, lưu trữ dữ liệu và tính toán so với các vật liệu từ tính truyền thông của đĩa cứng truyền thống. Sự thúc đẩy cho các vật liệu mới đã thu hút sự quan tâm trong việc đưa ra các dự đoán cho thấy rằng các vật liệu phi sắt từ như Ru, palladium và ruthenium sẽ trở thành sắt từ trong các điều kiện thích hợp. Theo các dự đoán lý thuyết hiện có, các nhà nghiên cứu tại Đại học Minnesota sử dụng kỹ thuật lớp hạt để buộc pha dương của Ru, thích cấu trúc lục giác và quan sát đầu sắt từ trước trong các nguyên tố riêng lẻ ở nhiệt độ phòng. Ví dụ.
Cấu trúc tinh thể và vật liệu từ tính được đặc trưng bởi sự hợp tác với Cơ sở Đặc trưng Minnesota và các đồng nghiệp tại Đại học Wisconsin. Các nhà nghiên cứu cho biết: Nghiên cứu này mở ra cánh cửa cho nghiên cứu cơ bản về loại Ru sắt từ tính mới này. Từ quan điểm ứng dụng, Ru rất thú vị vì nó là chất chống oxy hóa, và các dự đoán lý thuyết khác cho thấy rằng nó có tính ổn định nhiệt cao - một yêu cầu quan trọng đối với bộ nhớ từ tính. Nghiên cứu về sự ổn định nhiệt độ cao này là trọng tâm của nghiên cứu đang diễn ra tại Đại học Minnesota.
Trang web: www.greatmagtech.com www.gme-magnet.com
: www.precastconcretemagnet.com
sales02@greatmagtech.com