В мурунскитах, где атомы расположены совершенно беспорядочно, неожиданно обнаружен магнетизм
В ходе совместного исследования особого материала учеными из Венского технического университета и институтов Хорватии, Франции, Польши, Сингапура, Швейцарии и США был обнаружен неожиданный эффект: структура совершенно беспорядочного расположения атомов создаёт магнитный порядок. Была обнаружена удивительную связь между двумя совершенно разными классами сверхпроводников — купратами и пниктидами: материал мурунскит неожиданным образом сочетает в себе свойства обоих. Основные атомы в мурунските расположены совершенно хаотично и нерегулярно, но магнитные свойства четко упорядочены даже при удивительно высоких температурах и напоминают свойства железопниктидов. Исследование опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.
Рис. 1. Магнитный и структурный анализ мурунскита. Кредит: Advanced Functional Materials (2025). DOI: 10.1002/adfm.202500099
Существует множество материалов, которые проявляют магнитные эффекты. Это означает, что атомы выстраиваются магнитно одинаково — как множество маленьких стрелок компаса, указывающих в одном направлении. Обычно атомы также должны быть расположены геометрически в регулярном порядке. Этот общепринятый способ гарантирует одинаковое влияние друг на друга и развитие на больших расстояниях.
Удивительно, но в случае с мурунскитом это не так. В этом материале атомы расположены нерегулярно. В определенных точках кристаллической решетки может быть либо атом меди, либо атом железа. Атомы меди не обладают магнитным эффектом, а атомы железа обладают.
Фото. Лука Акшамович и Приянка Редди, исследователи из команды Невена Баришича. Фото: Венский технологический университет.
Не существует геометрической схемы, по которой располагаются атомы меди и железа; они полностью перемешаны случайным образом. И все же, магнитный порядок возникает при температуре минус 176 градусов по Цельсию (97К): атомы железа выстраиваются магнитно в одних и тех же схемах, хотя они находятся на разных расстояниях друг от друга.
Результат показывает, что магнитный порядок не обязательно должен основываться на идеальном атомном порядке. Это открывает новые пути в исследованиях материалов и устройств, в отношении сверхпроводников и не только.
Рис. 2. Структура и основные микроскопические свойства мурунскита. Кредит: Advanced Functional Materials (2025). DOI: 10.1002/adfm.202500099
