Nový feromagnet

4.6.2018
Citace:
P. Quarterman et al., Demonstration of Ru as the 4th ferromagnetic element at room temperature, Nature Communications 2018, 9.2058, DOI: 10.1038/s41467-018-04512-1
Zdroj
Kovové ruthenium, foto Alchemist-hp (talk) (www.pse-mendelejew.de) GFDL 1.2, http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/fdl-1.2.html, via Wikimedia Commons.

K dosavadním třem za normální teploty ferromagnetickým prvkům, železu Fe, kobaltu Co a niklu Ni přibyl další, a to ruthenium Ru. Látky označujeme jako ferromagnetické, pokud v nich nacházíme magnetické neboli Weissovy domény, oblasti se shodně orientovanými magnetickými dipóly, atomy s vlastním nepatrným magnetickým polem. Vnější magnetické pole domény zorientuje podle směru působení, čímž vznikne permanentní magnetizace, která přetrvá i po vypnutí vnějšího pole. Permanentní magnety, na které narážíme v běžném životě, mají svůj původ ve feromagnetismu (angl.ferromagnetism).

Magnetické domény ve slitině neodymu Nd, železa Fe  a boru B o složení Nd2Fe14B, ze které vyrábíme nejrozšířenější permanentní magnety. Domény zobrazí Kerrův mikroskop, který využívá změn polarizovaného světla při odrazu od různě zmagnetizovaných povrchů (foto Gorchy, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0,  via Wikimedia Commons).Kromě zmíněných ferromagnetickým prvků existuje řada jiných látek s magnetickými doménami, např. některé oxidy železa, slitina manganu s bismutem, arsenem nebo antimonem, oxid chromičitý CrO2. Weissovy domény přetrvají jen do určité teploty, zvané Curieova teplota. Jmenuje se podle svého objevitele, Pierra Curie, manžela známější Marie Currie-Sklodovské, proslulé výzkumem radioaktivity. Při zahřátí nad Curieovu teplotu domény zmizí a s nimi permanentní magnetizace a feromagnetismus vůbec. Curieova teplota některých látek je velmi nízká, např. u prvku dysprosia (Dy) činí -185 oC (88 K). Pro železo, kobalt a nikl činí po řadě 770 oC, 1115 oC a 354 oC. U gadolinia Gd dosahuje Curieova teplota 19 oC, takže ho k feromagnetickým prvkům za normální teploty nepočítáme. Ale uteklo mu to těsně!

Vlevo tetragonální prostorově centrovaná krystalová mřížka, u Ru feromagnetická, vpravo běžná, u Ru neferomagnetická šesterečná mřížka  v nejtěsnějším uspořádání.Ruthenium, kov pojmenovaný dle latinského jména Ruska, Ruthenia, krystaluje v šesterečné soustavě s nejtěsnějším uspořádáním (angl. hexagonal close-packed) a za normální teploty není feromagnetické. Tuto vlastnost má pouze čtverečná (tetragonální) prostorově centrovaná (angl. body-centered tetragonal) krystalová struktura ruthenia, která vznikne v 12 nanometrů tenké vrstvě napařováním Ru na molybdenovou podložku. Prof.Jian-Ping Wang z University of Minnesota o práci svého týmu říká: „Jde o vzrušují, avšak obtížný problém. Trvalo nám dva roky, než jsme našli správný způsob, jak tento materiál připravit, a ověřili ho. Tato práce povzbudí magnetickou vědeckou komunitu, aby se by se zaměřila na základní aspekty magnetismu u dalších prvků.“ Na mysli má nejspíš kovy palladium a osmium.

Franta Flinta 24.6.2018: A ta normální teplota o které se mluví je kolik stupňů?

25.6.2018: Předpokládám 25 stupňů Celsia, v původní publikaci to není uvedeno.

 
Odeslat komentář k článku "Nový feromagnet "



Opište text z obrázku:

Odeslat článek "Nový feromagnet " e-mailem

Diskuse/Aktualizace