Вченим вперше вдалося з’ясувати, що впливає на електропровідність магнетиту при дуже низьких температурах

Міжнародна група вчених, нарешті, вирішила загадку, над якою билися покоління вчених протягом більше 70 років. Мова йде про вивчення природи тонких електронних ефектів у магнетит – мінералі з самими сильними магнітними властивостями з усіх матеріалів природного походження. Вченим вперше вдалося з’ясувати, що впливає на електропровідність магнетиту при дуже низьких температурах.

Відкриття дає нову інформацію про мінерали, завдяки яким людство виявило магнетизм. Крім того, в перспективі це дозволить по-новому використовувати магнетит та інші подібні матеріали.

Магнітні властивості магнетиту відомі більше 2000 років. Цей матеріал породив безліч оригінальних концепцій магнітів і магнетизму. Зіграли магнітні мінерали свою роль і в техніці, наприклад протягом десятиліть вони використовувалися в магнітних накопичувачах інформації.


Магнетит дуже поширений на нашій планеті. Завдяки цьому матеріалу ми змогли створити сучасні інформаційні технології

У 1939 році голландський вчений Еверт Фервей виявив, що електропровідність магнетиту різко падає при низьких температурах. Приблизно при -150 градусах за Цельсієм, неметалевий мінерал перетворюється в діелектрик. Незважаючи на численні наукові зусилля, досі причини цього переходу були невідомі і залишалися предметом суперечок.

І ось, нарешті, загадка вирішена. З допомогою інтенсивного пучка рентгенівських променів, спрямованих на крихітні кристали магнетиту при дуже низьких температурах, вперше вдалося спостерігати перебудову хімічної структури магнітного мінералу. Виявилося, що зниження, аж до втрати, електропровідності пов’язано з тим, що електрони виявляються в пастці всередині груп з трьох атомів заліза. Таким чином електрони більше не можуть рухатися, і протягом електричного струму припиняється.

У ході роботи над цим експериментом довелося вирішити ряд складних завдань. Так, потрібно було отримати ідеальний кристал магнетиту розміром всього лише з половину діаметра людського волосся. Потім потрібно було розглянути найдрібніші зміни структури магнетиту при дуже низьких температурах. В Європі це можливо тільки в Європейському центрі синхротронного випромінювання (ESRF), де можна отримати надзвичайно потужний пучок рентгенівського випромінювання. «Ми вирішили фундаментальну проблему у вивченні властивостей магнітного матеріалу, на підставі якого складено наше розуміння магнетизму, – говорить професор Пол Атфилд з Університету Единбурга. – Це допоможе в розробці електронних і магнітних технологій майбутнього».

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *