Khám phá nam châm mạnh nhất từ hợp chất sắt ni-tơ ppt

Khám phá nam châm mạnh nhất từ hợp chất
sắt ni-tơ

Từ tính xuất hiện khi các electron trong một vật liệu
chuyển động xung quanh một trục tạo ra từ trường riêng
của nó và hoạt động như một thanh nam châm cực nhỏ
(spin). Ở hầu hết các nguyên tử, các electron có thể xoay
theo chiều lên hoặc xuống, nhưng khi chúng hầu hết xoay
theo cùng hướng, thì vật liệu này mang từ tính. Ví dụ, ở
sắt [FE], có nhiều hơn 4 electron xoay theo cùng một
hướng so với ở các vật liệu khác.
Ở các vật liệu phức hợp hơn, lý thuyết cho rằng các đám
mây electron hình thành khi những dải gồm các nguyên tử
cá thể sáp nhập với nhau có hình dạng giống như dòng
sông. Mỗi một dải chứa các electron chỉ xoay theo một
hướng và từ tính của vật liệu được xác định bởi sự khác
biệt giữa số lượng của mỗi một dạng dải. Sử dụng lý
thuyết này, các nhà khoa học đã dự đoán rằng coban-sắt
sẽ là vật liệu từ tính mạnh nhất.
Một nhóm các nhà vật lý vật liệu của Twin Cities,
Minnesota, Mỹ đã khám phá ra rằng một vật liệu bao
gồm 16 nguyên tử sắt và hai nguyên tử ni-tơ có từ tính
mạnh hơn 18% so với giới hạn được dự đoán. Những
khám phá về phân tích X quang của hợp chất cho thấy 6
nguyên tử sắt tập hợp lại xung quanh mỗi một nguyên tử
ni-tơ, với hai nguyên tử sắt khác nữa nằm giữa hai tập
hợp. Nhóm nghiên cứu cho biết các electron di chuyển
giữa hai tập hợp hoạt động như khi chúng ở vật liệu sắt
thông thường, nhưng bên trong các tập hợp, các electron
có xu hướng định vị, và việc này làm tăng mức độ từ tính.
Nhóm nghiên cứu cho biết, từ năm 1972, đã có đề xuất

cho rằng Fe16N2 có từ tính cực cao và ý kiến này được
các nhà nghiên cứu của Hitachi hậu thuẫn vào thập niên
1990 nhưng những khám phá đó không được khẳng định.
Fe16N2 là vật chất nửa bền và có xu hướng hình thành
nên các cấu trúc tinh thể, làm phức tạp các ước tính về
khối lượng của vật chất. Không giống những nghiên cứu
trước đây, nghiên cứu hiện tại sử dụng phương pháp tỏa
lưỡng sắc vòng tròn từ tính X quang để đo mức độ từ
tính. Kỹ thuật này khám phá trực tiếp các electron định vị
và vì vậy ít nhạy với hiệu ứng khối lượng hơn so với các
phương pháp cũ. Các nhà nghiên cứu cũng thiết lập các
mô phỏng cho thấy cách các electron định vị hóa xuất
hiện, khiến cho khám phá của họ càng tăng tính thuyết
phục.
Nhóm nghiên cứu cho biết, nếu loại nam châm này được
chế tạo một cách thương mại, chúng sẽ cho phép các
nhà sản xuất máy tính sử dụng những loại đầu viết nhỏ
hơn, có khả năng giữ thông tin nhiều hơn