Новый магнитный материал для жёстких дисков и электронной техники на основе соединений бария, железа и марганца разработали учёные Южно-Уральского государственного университета совместно с коллегами. Его можно изготовлять промышленным способом за небольшое число технологических операций, а магнитные и электрические характеристики регулируются механическим воздействием. Результаты опубликованы в журнале Results in Chemistry.
Создание электронных приборов включает множество этапов как технологического, так и химического характера. Введение каждой новой химической составляющей или компонента часто требует десятков и сотен операций, что усложняет производство и увеличивает конечную цену изделия, пояснили в ЮУрГУ. В эпоху массового распространения ноутбуков, смартфонов и автомобилей с множеством магнитных датчиков растёт потребность в материалах, способных менять магнитные свойства под влиянием механического или электрического воздействия, отметила старший научный сотрудник Лаборатории роста кристаллов ЮУрГУ Светлана Гудкова.
Подобные материалы обычно получают на основе ферритов — оксидов железа и других металлов. Эти соединения формируют кристаллические решётки с выраженной анизотропией по одной из осей относительно двух других. Такие условно «удлинённые» решётки включают большое число атомов, что позволяет варьировать состав и, соответственно, свойства без разрушения основной структуры.
Учёные ЮУрГУ в сотрудничестве с исследователями из МФТИ, СПбГУ и Курчатовского института синтезировали феррит бария с частичной заменой железа на марганец, чтобы изменить магнитные параметры. Они также установили, что добавление марганца влияет и на электрические характеристики материала. Электронные оболочки ионов марганца и железа похожи: эти элементы соседствуют в периодической таблице Д. Менделеева, отметили в университете. Кроме того, оба металла способны существовать в различных степенях окисления и обмениваться электронами, что ведёт к изменению магнитных свойств вещества.
«В зависимости от доли марганца в кристаллической решётке феррита бария изменяются проводимость и магнитные характеристики материала. Если электрическим воздействием можно управлять магнитными свойствами и наоборот, такие материалы называют мультиферроиками. Наш образец — перспективный кандидат на роль нового мультиферроика», — прокомментировала специалист.
© Фото: ЮУрГУ
Старший научный сотрудник Лаборатории роста кристаллов ЮУрГУ Светлана Гудкова