Новости химической науки > Необычный металл

Полупроводник кремний и ферромагнетик железо являются основой большинства современных технологий человечества. Эти элементы используются везде от вычислительной техники до машиностроения.

Международная группа исследователей из Великобритании, США и Лесото сообщают, что им удалось скомбинировать эти элементы с небольшим количеством марганца и плучить новый материал, который не является ни полупроводником, ни магнитом.

Магнитные моменты, ассоциируясь с подвижными электронами (красные стрелки) отвечают за электрическую проводимость. Атомы марганца в активированном силициде марганца (Fe_1-xMn_xSi) обозначены зелеными стрелками. На рисунке отображено взаимодействие магнитных моментов по мере понижения температуры от комнатной (вверху рисунка), при которой магнитные диполи независимы, до очень низкой (снизу рисунка), при которой благодаря взаимодействию диполей появляются районы с нулевым магнитным моментом (отмечено светло-голубым). Существование несвязанных комплексов (отображено в выделении желтым) приводит к тому, что материал не проявляет ни магнитных, ни полупроводниковых свойств. Приложение внешних магнитных полей к несвязанным комплексам способствует проявлению обычных полупроводниковых свойств. (Рисунок из Nature, 2008, 454, 976)

Новый материал демонстрирует квантовый компромисс между магнитом и полупроводником точно так же, как более по структуре керамические материалы, демонстрирующие высокотемпературную сверхпроводимость, существуют в зоне квантового компромисса между металлами и магнитными изоляторами. Новое исследование важно для фундаментальной науки – оно впервые демонстрирует простой способ достижения квантового компромисса магнит/полупроводник, предлагая новые механизмы для управления электрическим током и магнитными явлениями в полупроводниковых приборах.

Один из авторов работы, профессор Габриель Аэппли (Gabriel Aeppli) из Университетского Колледжа Лондона отмечает, что возможно наблюдение подобных эффектов и для других типов материалов, что открывает новые возможности для создания новых приборов на основе полупроводниковых и магнитных материалов.

Источник: Nature, 2008, 454, 976; doi:10.1038/nature07137

метки статьи: #квантовая химия, #неорганическая химия, #физическая химия