Физики Уральского федерального университета выяснили, что явление ферромагнетизма в диоксиде хрома вызывается не только взаимодействием электронов внутри атомов хрома, но другими процессами. Результаты исследований, полученные учеными, будут использоваться для улучшения качества записи данных на жесткие диски.
Изначально считалось, ферромагнетизм диоксида хрома возникает из-за взаимодействия электронов внутри атомов хрома, которые поляризуют проводящие электроны. Ученые УрФУ выполнили расчеты электронной структуры, построили и решили модель, выявляющую суть ферромагнетизма в диоксиде хрома. В результате они установили, что объяснить явление ферромагнетизма этого вещества можно, только если вместе с поляризацией проводящих электронов рассматривать другие процессы. Эти процессы связаны с прямыми обменными взаимодействиями между атомами хрома, а также поляризацией полностью заполненных кислородных состояний, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review B.
Диоксид хрома (CrO2) — рабочее вещество жестких дисков (HDD). Этот материал обладает ферромагнитными свойствами, то есть способностью обладать намагниченностью при отсутствии внешнего магнитного поля (этим свойством обладают металлы, например, железо, кобальт или никель). Диоксид хрома интересен для спинтроники (англ. spintronics, SPIN TRansport electrONICS), современного направления электроники, учитывающей момент импульса элементарной частицы — электрона, а не только его перемещение, как это делает традиционная электроника.
«Диоксид хрома представляет собой редкий пример металлического ферромагнетика. Что делает его еще более замечательным — так, это электронная структура полуметалла (для разных направлений спина электрона ведет себя или как изолятор, или как металл)», — рассказал первый автор статьи, Игорь Соловьев, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Уральского федерального университета и сотрудник Национального института материаловедения (NIMS) (г. Цукуба, Япония).
Ученые УрФУ исследуют многофункциональные магнитные материалы нового поколения при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ). Результаты их работы будут использованы для повышения эффективности магнитозаписи и новых устройств, основанных на принципах спинтроники.
