ИННОВАЦИИ: Магнит из углерода
Гибкий прозрачный магнитный материал, состоящий только из углерода, - это что-то из области фантастики. Но именно такое вещество получили в Троицке в Институте физики высоких давлений РАН. Открытие углеродных магнитов дает удивительные возможности для развития электроники и компьютерных технологий. Углерод гораздо легче металла, кроме того, новый магнитный материал обладает гибкостью и прозрачностью - это мечта инженеров, создающих магнитные носители данных, на которые информацию можно будет записывать с помощью лазера.
"Мы экспериментировали с фуллеритом при высоких давлениях и температурах и синтезировали серию материалов, которые совершенно неожиданно для нас оказались магнитными. Некоторые образцы даже притягивали стрелку компаса", - рассказывает руководитель исследований Валерий Давыдов. Сырьем для опытов послужило вещество фуллерит, структура которого похожа на графит, только вместо атомов углерода в узлах ячеек находятся углеродные молекулы особого вида - ромбоэдрические "шарики", которые состоят из шестидесяти атомов и по форме напоминают футбольный мяч. Эти футбольные мячи уложены в слои. В камере высокого давления при 60 000 атмосфер образец размером всего в несколько миллиметров нагревают до 500 градусов, и тогда он превращается в полимер, который надо еще чуть-чуть подогреть, чтобы он стал ферромагнетиком.
Сначала ученые решили, что исходное сырье содержит металлические примеси и они дают магнитные свойства, но в ходе проверки оказалось, что это не так. Тогда магнитные образцы передали Татьяне Макаровой из Umea University в Швеции. Она исследовала электрофизические свойства нового материала и подтвердила его магнитные характеристики, которые оставались даже при 200 градусах. До сих пор удавалось получить неметаллические магниты только при отрицательных температурах, и рекордной считалась температура 255 градусов ниже нуля.
Пока ученые не могут объяснить, почему новый материал проявляет магнитные свойства. Макарова считает, что дело в неспаренных электронах. В каждом слое углеродные молекулы-"шарики" упакованы в треугольники, при этом спины неспаренных электронов ориентируются в одном направлении и придают материалу магнитные свойства.