Российские физики рассчитали модели для создания материалов будущего

Фото: Пресс-служба МФТИ

В основе разработки — изучение пирохлорных подрешёток. Это атомная кристаллическая конструкция. Она содержится в структуре многих материалов и по виду напоминает четырехугольные равносторонние «пирамидки», соединенные вершинами.

Если в вершины поместить атомы магнитных металлов, то внутри «решетки» возникает геометрическая фрустрация — неспособность материала упорядочить собственный магнитный момент.

«Из-за такой структуры решающий характер материала не определен. В результате получается вещество, в котором конкурируют различные взаимодействия — магнитные, электрические и деформационные», — рассказал «Известиям» соавтор научной работы, ведущий научный сотрудник лаборатории терагерцовой спектроскопии МФТИ Михаил Таланов.

Однако, по словам учёного, если на такие структуры воздействовать, подавляя фрустрацию и способствуя возникновению магнитного порядка, можно получить широкую палитру веществ с полезными свойствами. Таланов пояснил, что целью исследования было выявить, какие типы структур могут быть получены при различных воздействиях на материалы с пирохлорными подрешетками для подавления в них фрустрации.

Оказалось, основные конструкции могут быть описаны всего 25 типами. Данный результат позволяет отказаться от широкого перебора вариантов при проектировании материалов с магнитными свойствами и использовать найденные типы структур.

В качестве примера специалист привел вещества с магнитными и электрическими свойствами, рассчитанными по предложенным моделям. Эти материалы могут стать основой для разработки высокоточных магнитных и электрических сенсоров или для карт памяти нового поколения.

Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»: Магнитное извлечение: учёные спроектировали материалы будущего.