Ruthenium is het vierde element dat bij kamertemperatuur ferromagnetisch kan zijn. Mits je de atomen in een onnatuurlijke kristalstructuur weet te dwingen, schrijven Patrick Quarterman, Jian-Ping Wang en collega’s van de University of Minnesota in Nature Communications.

De benodigde tetragonale Ru-kristallen bestonden tot nu toe alleen in theorie. Ze zijn metastabiel en vanuit een oplossing niet te kweken. Vandaar dat de Amerikanen hun toevlucht namen tot epitaxiale groei: een oude truc waarbij je een dunne film van je metaal laat neerslaan op een ander kristal. Dat kies je zó dat de afstanden tussen atomen dusdanig zijn dat het gewenste rooster er precies op past.

In dit geval bleek een dun hechtlaagje molybdeen op een Al₂O₃-kristal de ideale ondergrond. Het past net niet helemaal, maar dat lijkt geen probleem. Metingen laten zien dat het ontstane Ru-laagje inderdaad ferromagnetisch is, zolang het niet te dik wordt.

Tot nu toe stonden alleen ijzer, nikkel en kobalt officieel te boek als ferromagnetisch bij kamertemperatuur. Of tetragonaal Ru in de praktijk een nuttige aanvulling is, zal nog moeten blijken. Maar het element is in elk geval prima bestand tegen oxidatie, en theoretici voorspellen dat het ook zeer temperatuurbestendig zou moeten zijn. Dat laatste is vooral interessant als je magnetische geheugenelementen voor chips wilt maken.

De auteurs vermoeden overigens dat er wel meer elementen zullen zijn die je op deze manier tot ferromagnetisme kunt dwingen.

bron: University of Minnesota