Новости науки 23.10.01 Ферромагнитный углерод

Из повседневной жизни мы знаем, что магнитными свойствами обладают некоторые металлы, например, железо, но никак не углерод. Этот "факт" развенчала статья международной коллаборации физиков (половина из которых — русские), опубликованная в недавнем выпуске Nature.

В этой работе [T.L.Makarova et al., Nature, v.413, 716 (2001)] сообщается о наблюдении ферромагнитной фазы в ромбоэдральном кристалле фуллеренов вплоть до температур 500 К. Главная неожиданность заключается в том, что для создания магнитной структуры совершенно не потребовалось введения каких-либо металлов или органических соединений в решетку: электронная структура чистого кристалла C₆₀ сама переходила в магнитно упорядоченное состояние.

Здесь, правда, есть некоторое "но": кристалл C₆₀ становится ферромагнетиком лишь под достаточно большом давлением в 6 ГПа (60 тысяч атмосфер), иначе ферромагнетизм фуллеренов давно бы открыли. Высокое давление препятствует также и немедленному практическому использованию открытия.

С точки же зрения фундаментального материаловедения работа представляет огромный интерес: никогда прежде неметаллические соединения не образовывали ферромагнитного состояния со столь высокой температурой Кюри.

Как указывают авторы, сейчас пока затруднительно точно сказать, как именно возникает магнитная упорядоченность в фуллеренах под большим давлением. Ясно пока лишь, что 6 ГПа — это та область, когда фуллереновые каркасы сильно деформируются и близки к разрушению. Кроме того, выяснено, что при таких давлениях начинается полимеризация фуллеренов (в качестве примера того, что может происходить с веществом при сверхвысоких давлениях, читайте популярную статью "Твердый кислород при сверхбольших давлениях: образование молекул O₄"). Дальнейшие исследования должны пролить свет на то, какие еще изменения претерпевает кристалл в этих условиях.

перейти к началу страницы