Российские ученые разработали методику, позволяющую эффективно синтезировать наночастицы из окиси никеля с заданными магнитными свойствами. Благодаря этому их можно использовать в качестве основы быстрой и экономичной флэш-памяти для компьютеров новых поколений. Статью с результатами исследования опубликовал научный журнал Physica E, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

«Развитие метода синтеза наночастиц в плазме дугового разряда низкого давления позволит увеличить разнообразие производимых этим методом наночастиц различного назначения. В частности, оксид никеля представляет собой подходящий магнитный материал для записывающих устройств, так как может обеспечить их миниатюризацию и увеличить плотность записи», – прокомментировал один из авторов работы, сотрудник Красноярского научного центра СО РАН Анатолий Ушаков.

Наночастицы из диэлектриков и тонкие полоски из некоторых металлов, к примеру, золота или серебра, обладают массой необычных оптических и магнитных свойств. Это позволяет использовать их для преобразования энергии света в другие типы колебаний, а также манипуляций их поведением внутри организма человека или животных, используя подобные структуры для уничтожения раковых опухолей или доставки лекарств.

Многие подобные характеристики наночастиц зависят в первую очередь не от их состава, а размеров и формы, которые достаточно тяжело контролировать при производстве наноструктур. Подобные проблемы вынуждают ученых постоянно искать новые методики синтеза наночастиц, одновременно обладающие высокой эффективностью и позволяющие производить очень однородные по размеру структуры.

Нанопамять будущего

Ученые из Красноярского научного центра СО РАН и их коллеги из Сибирского федерального университета в Красноярске разработали методику, обладающую подобными свойствами, экспериментируя с наночастицами на базе окиси никеля, относительно дешевого металла, повсеместно встречающегося на Земле.

Этот материал интересен физикам и материаловедам по той причине, что он позволяет создавать так называемые антиферромагнитные наночастицы. Так исследователи называют особый класс материалов, в которых магнитные моменты атомов не направлены в одну сторону, как в обычных магнитах, а уложены в «шахматном» порядке. В результате этого они нейтрализуют друг друга и не создают внешнего магнитного поля. Подобная «упаковка» атомов позволяет использовать антиферромагнитные материалы для сверхплотной записи информации, однако для этого необходимо создать технологии, позволяющие дешево производить наночастицы из окиси никеля с четко выверенными размерами, формой и другими характеристиками.

Российские ученые обнаружили, что этого можно добиться, пропуская ток высокой мощности через нить никеля, расположенную внутри специального реактора, куда подается чистый кислород. Этот процесс приводит к формированию плазмы вокруг электрода, которая начинает взаимодействовать с его материей и формировать наночастицы, чьи магнитные свойства можно контролировать и менять прямо в процессе их формирования, манипулируя скоростью ионизации газа.

Благодаря этому, можно получать наночастицы, адаптированные для решения самых разных задач, в том числе создания памяти для компьютеров будущего, различных катализаторов и сенсоров. Как надеются ученые, их технология ускорит разработку всех этих устройств и станет их основой уже в ближайшие годы.