Onderzoekers van de University of Minnesota hebben aangetoond, dat het chemische element ruthenium (Ru) het vierde enkelvoudige element is, dat bij kamertemperatuur een soort ferromagnetisme vertoont. Die ontdekking maakt misschien fabricage van speciale sensoren mogelijk.

Ferromagnetisme is een eigenschap van bepaalde materialen, zoals ijzer, om permanente magneten te vormen of door magneten te worden aangetrokken. Sinds de ontdekking van het magnetisme, zo’n 2.500 jaar geleden in Griekenland, zijn er maar drie elementen van het periodiek systeem gevonden, die bij kamertemperatuur ferromagnetisch zijn: IJzer (Fe), kobalt (Co) en nikkel (Ni). Gadolinium (Gd), één van de zogenaamde zeldzame aardmetalen, voldoet net niet aan de eis: het heeft een Curie-temperatuur van 19,3 °C.

Magnetische materialen zijn erg waardevol voor de moderne industrie; ze zijn nodig voor veel alledaagse toepassingen zoals sensoren, elektromotoren, generatoren, harde schijven en Spintronic-geheugens. Omdat de dunnefilmtechniek in de afgelopen decennia is verbeterd, kunnen we nu structuren maken, die in de natuur onmogelijk zijn. Met dunne lagen is aangetoond, dat Ru het vierde ferromagnetische element is. De details over dit onderzoek zijn gepubliceerd in Nature Communications.

Volgens de auteurs heeft het ongeveer twee jaar geduurd, voordat de juiste manier werd gevonden om dit materiaal te ontwikkelen en te valideren. De branche is het erover eens, dat deze ontdekking duidelijk gevolgen zal hebben voor de halfgeleiderindustrie. Naast Spintronic is ook toepassing in verschillende magnetische sensoren denkbaar. De honger naar nieuwe materialen heeft geleid tot nieuwe experimenten, waarbij eigenlijk niet-ferromagnetische materialen zoals Ru, palladium (Pd) en osmium (Os) onder de juiste voorwaarden toch ferromagnetisch kunnen worden. Ru is zo interessant voor toepassingen, omdat het niet gemakkelijk oxideert en bijzonder temperatuurstabiel is, wat vooral relevant is voor magnetische geheugens.