Ученые нашли у природного минерала ценные для новейшей электроники свойства

Ученые из Института геологии и геохимии имени академика А.Н. Заварицкого УрО РАН (Екатеринбург) и Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург) с коллегами выявили у природного минерала кубанита свойства, перспективные для применения в электронике и спинтронике. Кубанит — тройной сульфид меди и железа — ранее был известен главным образом как второстепенная (не очень богатая полезным ископаемым) руда, из которой добывали медь.

Авторы впервые исследовали этот минерал с помощью ряда экспериментальных методов, а также теоретических расчетов. Такой подход позволил не только описать строение материала на атомном уровне, но и понять, как в нем проявляются магнитные свойства, как ведут себя колебания кристаллической решетки и как распространяется тепло.

Оказалось, что кубанит плохо проводит тепло, причем если рассматривать перенос тепла через кристалл от одной грани к другой, то он зависит от того, через какие грани происходит перенос: в одних случаях легче, чем в других. Благодаря этому свойству минерал в случае использования в электронике позволит управлять тепловыми потоками и тем самым снижать потери энергии при работе устройства.

Кроме того, авторы обнаружили в кубаните магнонные возбуждения — коллективные магнитные волны внутри кристалла, которые можно представить как множество маленьких «магнитных стрелок», связанных друг с другом. Когда одна из них немного отклоняется, это отклонение передается соседним. В результате по кристаллу распространяется магнитная волна. Минерал, в котором есть такие волны, может быть интересен при создании спинтронных устройств.