Магнит, который складывается из слоёв, как стопка блинов, — так устроен материал CrSBr. При низких температурах каждый слой намагничен, но соседние слои смотрят в противоположные стороны, и в сумме их магнитные поля гасят друг друга. Такой порядок называют антиферромагнитным, и он хрупкий: достаточно слегка нагреть материал, и слои размагничиваются. Учёные искали способ укрепить эту стопку, чтобы она держала намагниченность при более высоких температурах.
Решение пришло из химии: между слоями вставили заряженные органические молекулы — как тонкие прокладки между блинами. Эти молекулы, тетраметиламмоний и тетрапропиламмоний, расталкивают слои и меняют их взаимодействие. Вместо того чтобы смотреть в разные стороны, слои выстроились в одном направлении — получился ферромагнетик. Температура, при которой материал теряет магнитные свойства, поднялась со 140 до 190 и даже 230 градусов Кельвина (минус 83 и минус 43 градуса Цельсия). Для сравнения, обычный комнатный магнит работает при 300 Кельвинах, так что разрыв сократился.
Новый материал стабилен на воздухе и показывает сильное изменение электрического сопротивления в магнитном поле — более 60% при 50 Кельвинах. Это значит, что из него можно делать датчики магнитного поля или элементы памяти, которые не портятся от контакта с воздухом. Пока такие устройства требуют сильного охлаждения, но работа показывает путь к более практичным температурам.
Температура 230 Кельвинов — это минус 43 градуса Цельсия, холоднее самой морозной зимы в Антарктиде. Но для магнитных материалов это уже шаг к теплу: раньше они работали только при минус 133 градусах.
В фантастике часто встречаются материалы, которые меняют свойства от одного прикосновения. Здесь учёные буквально вставили молекулы-«переключатели» между слоями магнита — как в конструкторе, где одна деталь меняет всю картину.