За три дня 90+ агентов Claude Opus 5.5 открыли два магнитных полупроводника для памяти будущего: один из них пылился на видном месте с 1999 года

Команда из более чем 90 автономных ИИ-агентов на платформе Claude Opus 5.5 всего за трое суток идентифицировала два потенциальных материала для инновационной спинтронной памяти. Квантово-химическое моделирование методом функционала плотности подтвердило, что оба соединения демонстрируют нулевой результирующий магнитный момент при одновременной селекции электронов по спину — уникальное сочетание свойств, открывающее путь к созданию запоминающих устройств, свободных от нежелательных магнитных полей.

Первый претендент был полностью синтезирован искусственным интеллектом «с чистого листа»: это смешанный оксид железа и марганца, в структуре которого катионы Mn и Fe образуют безупречную шахматную решетку. Расчетные параметры — ширина запрещенной зоны и «спиновое окно» (энергетический диапазон вблизи края зоны, где все разрешенные электронные состояния обладают идентичным спином) — существенно превышают уровень тепловых флуктуаций при комнатной температуре (порядка 26 мэВ). Тем не менее, упорядоченное чередование атомов нарушается при температурах около 950 K, а для получения подобных оксидов требуются экстремальные условия (900–1300 °C), что делает невозможным их синтез традиционными технологиями.

Вторым материалом стало соединение KV[Cr(CN)₆], впервые полученное химическим путем еще в 1999 году и входящее в семейство берлинской лазури — пигмента с трехвековой историей. Первоначально исследователи заложили в структуру два металлических центра с взаимокомпенсирующими магнитными моментами. Энергетическое разделение спинов фиксировалось в научной литературе в 2008 году, однако фокус тех изысканий смещался на изучение магнитных взаимодействий под высоким давлением, из-за чего данный эффект остался без должного внимания. До сих пор никто не рассматривал KV[Cr(CN)₆] в качестве полупроводника с лютинжеровской компенсацией, объединяющего ключевые достоинства различных типов магнетизма для разработки сверхбыстродействующей микроэлектроники, и не производил оценку его спиновых окон.

Оба соединения принадлежат к классу лютинжеровски компенсированных антиферромагнетиков: спины направлены противоположно, их магнитные моменты строго равны по модулю и в сумме аннулируются, однако сами атомы занимают неэквивалентные позиции в кристаллическом каркасе. Именно эта пространственная асимметрия обеспечивает энергетическое расщепление электронов с разной ориентацией спина, характерное для ферромагнетиков, исключая при этом появление внешнего магнитного поля.

Все расчетные данные, опубликованные на GitHub, получены для идеализированных безводных кристаллов. Единственный доступный на практике образец KV[Cr)CN(₆] — порошкообразный реактив конца прошлого века, содержащий молекулы воды в междоузельных пустотах — демонстрирует остаточный магнитный момент на уровне 0,125 магнетона Бора на формульную единицу. Применяемые расчетные модели дают противоречивые прогнозы относительно влияния гидратации: прецизионный метод HSE06 предсказывает сохранение спиновой селекции, в то время как более быстрый алгоритм PBE+U указывает на сужение дырочного окна более чем в два раза. Эмпирические измерения ширины запрещенной зоны и спиновых интервалов пока не проводились.

Исследователи акцентируют внимание на том, что исторический образец KV[Cr(CN)₆] удерживал магнитный порядок вплоть до 376 K, в то время как альтернативные полупроводниковые структуры, предсказуемые в недавних работах 2025 года, деградируют при температурах ниже комнатной. Следующим этапом станет синтез свежих образцов материала и прямая экспериментальная верификация спиновой поляризации.

Источник: iXBT