Gli scienziati dell'Università del Minnesota hanno annunciato una nuova scoperta sperimentale che dimostra come l'elemento chimico noto come rutenio (Ru) sia "il quarto singolo elemento ad avere proprietà magnetiche uniche a temperatura ambiente".
Questa scoperta potrebbe portare in futuro a creare sensori migliori, nuovi tipi di memorie o comunque altri prodotti che sfruttano il magnetismo dei materiali.
Secondo i ricercatori, a oggi solo tre elementi della tavola periodica avevano dimostrato proprietà ferromagnetiche a temperatura ambiente - ferro, cobalto e nickel. La terra rara Gadolinio vi si avvicina, ma "manca l'obiettivo" di solo 8 °C. Lo studio dell'Università del Minnesota dimostra che il rutenio può diventare ferromagnetico usando film ultra-sottili per "forzarne la fase ferromagnetica".
I dettagli dello studio sono stati pubblicati su Nature Communications. "Si è trattato di un problema eccitante ma difficile. Ci sono voluti circa due anni per trovare un modo giusto per far crescere questo materiale e convalidarlo. Questo lavoro stimolerà i ricercatori a esaminare gli aspetti fondamentali del magnetismo per molti elementi noti", ha affermato il ricercatore Jian-Ping Wang.
A esprimere soddisfazione per questa scoperta anche Intel, il noto produttore di processori per computer, che collabora da tempo con l'Università del Minnesota. "Siamo entusiasti di condividere questi sviluppi, figli dello studio sul comportamento degli effetti quantistici nei materiali, cosa che può portare a ottenere maggiori informazioni su potenziali dispositivi di memoria e logica ad alta efficienza innovativa".
La registrazione magnetica è ancora dominante nell'archiviazione dati, ma le memorie magnetiche ad accesso casuale e altre soluzioni stanno iniziando a prenderne il posto. I ricercatori stanno mettendo a punto dispositivi in cui è possibile non solo salvare informazioni, ma svolgere calcoli. Questo ha rinnovato l'interesse a verificare le previsioni secondo le quali, nelle giuste condizioni, i materiali "non ferromagnetici" come rutenio, palladio e osmio possono diventare ferromagnetici.
In base alle ipotesi teoriche, i ricercatori dell'Università del Minnesota hanno ingegnerizzato un layer in modo da forzare la fase tetragonale del rutenio, che preferisce avere una configurazione esagonale, e hanno così osservato il primo esempio di ferromagnetismo in un singolo elemento a temperatura ambiente.
Oltre che aprire le porte a nuovi studi, da una prospettiva applicativa il rutenio è interessante perché è resistente all'ossidazione e secondo altre ipotesi teoriche dovrebbe garantire un'alta stabilità termica, requisito cardine per lo scaling di memorie magnetiche.
