Учёные прояснили работу самого сильного магнетика

Самым сильным магнитным материалом в мире является соединение, состоящее из атомов железа и азота. Группа физиков под руководством Цзянь-Пина Вана (Jian-Ping Wang) из университета Миннесоты во второй раз (после неудачи своих предшественников) взялась доказать этот тезис.

Магнитные свойства вещества зависят от спинов его электронов, каждый из которых работает как маленький магнит. У материала в той или иной степени проявляется магнетизм, если в нём преобладающее количество электронов выстраивают свои магнитные поля в одном направлении. У сложных веществ магнетизм определяется "суммой" спинов всех электронов.

Теоретиками было рассчитано, что среди известных материалов самым-самым в этом смысле является соединение железа и кобальта. Однако нынешние данные, приведённые специалистами на заседании Американского физического общества (American Physical Society), свидетельствуют – Fe16N2 на 18% сильнее.

Исследователи выяснили, что каждый атом азота окружают шесть атомов железа, ещё два располагаются между парой таких же кластеров. Электроны, пробегающие между кластерами, ведут себя как в железе, а вот внутри ячеек они "закреплены" и, соответственно, увеличивают магнетизм.

Установить последнее позволил метод рентгеновского магнитного кругового дихроизма (XMCD), более точный по сравнению с остальными (иллюстрация Jian-Ping Wang).

Удастся ли американским специалистам отстоять свою точку зрения, пока судить сложно. Хотя Ван и его коллеги утверждают, что они оттачивали технологию выращивания образцов Fe16N2 несколько лет, применяли более чувствительные методы анализа и теперь не сомневаются в полученных результатах.

"Если рассказанное окажется правдой, это важное исследование", — говорит Эрик Фуллертон (Eric Fullerton) из университета Калифорнии в Сан-Диего. Учёные неспроста сомневаются, ведь однажды о необычном нитриде железа как о самом сильном магнитном материале уже говорили. Однако из-за нестабильности Fe16N2 (соединение легко и непринуждённо меняет строение кристаллической решётки) доказать правоту тех утверждений так и не удалось.

Источник: Science