Нанотехнологи из Твентского университета (Нидерланды) разработали метод, позволяющий контролируемым образом (!) допировать немагнитные материалы магнитными элементами. Использование предложенной методики делает возможным кардинальное изменение электрического поведения металлов, а также позволяет придать магнитные свойства даже полупроводникам.

Голландские учёные смогли контролируемо допировать немагнитные слои золота магнитными элементами. На плёнку золота наносился монослой смеси комплексов металлов кобальта и цинка с органическим лигандом терпиридином. При этом ионы кобальта, обладающие спином, играют роль локализованного магнита, в то время как немагнитные ионы цинка используются как разбавитель. Таким образом,

изменяя относительные концентрации ионов цинка и кобальта, можно «настраивать» магнитные свойства получающегося материала.

Рис. 1. Слой золота с нанесённым на него монослоем комплексов кобальта (синий, стрелкой обозначен спин) и цинка (розовый, спин нулевой), который не позволяет кобальту образовывать домены (иллюстрация University of Twente).

Действительно уникальным делает метод то, что он позволяет получать беспрецедентно высокий уровень концентрации магнитного допанта, не допуская при этом образования магнитных кластеров, — и всё благодаря разбавителю цинку, вводимому одновременно с магнитным кобальтом.

Как всегда, всё гениальное кажется таким простым. В то же время во всех современных методах самым трудным как раз является гомогенное распределение магнитных элементов в получаемом материале, особенно при высоких концентрациях.

С использованием этой технологии становится возможным появление материалов с совершенно новыми свойствами, вплоть до таких совсем уж экзотическим вещей, как магнитные полупроводники — один из «святых Граалей» физики.

Подобные материалы могли бы найти применение в новом поколении компьютеров (как при производстве памяти — магнитные свойства, так и в процессинге данных — электрические).

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.