磁性材料很难找到,更难以创造。它们在自然界中很罕见,在模拟实验室环境中也很难形成。然而,来自杜克大学的一组研究人员发现了一种独特的方法,通过使用计算机建模来创造新的磁性材料。这些模型被用来将材料的潜在原子结构从236,115种组合降低到14种,通过使用这种试错方法和软件来预测原子的能量、稳定性和其他相互作用,研究人员创造了两种新材料。
“预测磁铁是一项艰巨的工作,它们的发现非常罕见,”一位研究人员说杜克大学材料基因组学中心的Stefano Curtarolo说。“即使是我们的筛选过程,合成我们的预测也需要数年的时间。”
该模型还用于检测每种化合物的磁矩,即它们对外部磁场的反应。这种建模技术是一个彻底的突破,因为它可以减少制造磁性材料所需的曾经费力和耗时的方法。
“材料稳定可能需要各种各样的约束或特殊条件,”其中一名队员解释道科里·奥斯。“但从14个人中选择,总比20万人要好得多。”
杜克大学的研究成果之一是钴、镁和钛的混合物,即使在极高温下也具有磁性。第二种材料是锰、钯和铂的混合物,非常独特。原因是它没有磁矩,但它仍然对外界磁场有反应。
这些材料现在被用于硬盘驱动器、随机存取存储器(RAM)和磁场感应设备,但再次强调,发现它们存在的技术是最重要的。
“这些新磁铁在未来是否有用并不重要,”说Curtarolo.“快速预测它们存在的能力是一项重大突破,对材料科学家向前发展将是无价之宝。”
这项研究最近发表在科学的进步.