Группа ученых под руководством профессора Каспера Стеена Педерсена из Датского технического университета разработала необычный материал — хром-пиразин Cr(pyrazine)₃, который обладает стабильной внутренней магнитной структурой, но практически не создает внешнего магнитного поля.
Как сообщается в журнале Nature Chemistry, ключевой особенностью разработки является сохранение этих парадоксальных свойств при температурах выше комнатной, что открывает новые возможности для создания сверхбыстрых электронных компонентов с низким энергопотреблением.
Новый материал относится к редкому классу компенсированных ферримагнетиков. В его структуре магнитные моменты направлены в разные стороны и почти полностью гасят друг друга, из-за чего внешнее излучение остается крайне слабым. Это выгодно отличает новинку от обычных магнитов, которые сложно встраивать в плотные электронные схемы из-за создаваемых ими помех.
«У нас теперь есть материал с очень четко упорядоченной магнитной структурой, но без магнитного поля, которое обычно создает проблемы в электронике», — поясняет профессор Педерсен.
В основе Cr(pyrazine)₃ лежит металл-органический каркас, где пиразин соединяет атомы хрома. Поскольку пиразин выступает в роли радикала с неспаренным электроном, он напрямую влияет на магнетизм всего материала, а топология каркаса напоминает структуру перовскита.
По словам исследователей, такая «вшитая» в молекулярный материал магнитная компенсация остается стабильной в широком интервале температур, что выделяет хром-пиразин среди родственных соединений, требующих строго определенных температурных условий.
Применение данного материала в спинтронике позволит располагать компоненты на кристалле гораздо ближе друг к другу без вредных взаимовлияний.
«Это открывает совершенно новый уровень контроля. Раз магнитные свойства „вшиты“ в молекулярный материал, мы можем химически настраивать как его магнитные, так и электронные характеристики», — отмечает ученый. На данном этапе возможности хром-пиразина остаются теоретическими, так как материал еще не тестировался в реальных устройствах. Следующим шагом исследователей станет попытка получения Cr(pyrazine)₃ в виде тонких пленок для практического применения.
