Los investigadores han creado partículas magnéticas extremadamente pequeñas y térmicamente estables. Estas CoFe 2 Las nanopartículas C tienen propiedades magnéticas comparables a algunos imanes de tierras raras, los imanes permanentes más fuertes jamás creados, en tamaños tan pequeños como 5 nanómetros, un millón de veces más pequeños que una hormiga.
La próxima generación de dispositivos de almacenamiento de datos térmicamente estables requiere materiales que sean altamente magnéticos en una dirección específica en pequeños tamaños de partículas. El nuevo CoFe 2 Las nanopartículas C logran este objetivo y pueden conducir a nano-imanes que funcionan a temperatura ambiente.
La explicación ganadora del premio Nobel de Van Vleck sobre el origen cuántico del magnetismo se remonta a 1937. Sin embargo, no fue hasta 1999 que la investigación, respaldada por la Oficina de Ciencias de la Energía Básica del Departamento de Energía de EE. UU., Demostró que la densidad-funcional-la teoría podría predecir con precisión la fuerza magnética de los sistemas a escala molecular. En 2007, varios grupos habían confirmado estos desarrollos, y hoy los investigadores pueden preguntarse computacionalmente: ¿Qué tan durables química y electromagnéticamente podrían ser tales dispositivos de memoria a nanoescala?
Las leyes físicas imponen límites. La reducción en el tamaño de los imanes ordinarios a base de hierro, la base de la memoria de la computadora, disminuye la temperatura a la cual tales partículas pueden almacenar información. Uno de los mayores problemas que obstaculiza el campo del nano-magnetismo es ese pequeñolos tamaños de partícula tienden a significar anisotropía magnética pequeña dependencia direccional de las propiedades magnéticas.
Una gran anisotropía magnética es absolutamente crucial para estas nanopartículas porque evita las fluctuaciones del momento magnético, un fenómeno que limita el uso de estas partículas en el almacenamiento de memoria y muchas otras aplicaciones. Para ser tecnológicamente relevantes, los nano-imanes deben ser pequeños,tener una gran anisotropía magnética y ser térmicamente estable.
Investigadores de la Virginia Commonwealth University han investigado computacionalmente CoFe 2 nanopartículas de C con Co mezclado x C y Fe x Fases de carburo C que se ajustan a esta descripción exacta. Después de resultados teóricos prometedores, los investigadores sintetizaron con éxito el CoFe 2 partículas C con las propiedades que se esperaban computacionalmente.
Las partículas recién sintetizadas han demostrado ser térmicamente estables y por lo tanto almacenan información hasta 790 K en tamaños tan pequeños como 5 nanómetros. Además, estas partículas tienen una anisotropía magnética de 4.6 ± 2 x 10 6 J / m 3 que es diez veces más grande que las nanopartículas de cobalto y propiedades magnéticas comparables a algunos imanes de tierras raras, los imanes permanentes más fuertes jamás creados.
Estos CoFe 2 Las nanopartículas C poseen las características únicas de un tamaño pequeño y una anisotropía grande y podrían representar el futuro de los dispositivos de almacenamiento de datos.
Este trabajo de desarrollo a largo plazo fue apoyado por la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU., La Oficina de Ciencias Energéticas Básicas, la División de Ciencias Químicas, Geociencias y Biociencias con el Número de Premio DE-SC0006420 y DE-FG02-96ER45579.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Departamento de Energía, Oficina de Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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