美国科学家发现了一种性能稳定的新型“超原子”,是由1个铁原子和8个镁原子集结而成的原子簇,具有令人不可思议的磁性。科学家们认为,电性和磁性兼备的这种超原子可用来组装分子电子设备,从而为下一代处理器、存储器和量子计算机的研制奠定基础。

  弗吉尼亚联邦大学的物理学教授施夫·汉纳领导的团队发现了该超原子。他们在《美国国家科学院院刊》上报告称,不具有磁性的镁元素在新型超原子中被铁原子磁化,也拥有了磁性。新的超原子拥有一个磁矩,其大小为4玻尔磁子,大约为固体磁铁中铁原子磁矩的两倍。磁矩是该原子簇磁强度的衡量指标。尽管元素周期表中有100多种元素,但在固态下表现出磁性的只有9种。“我们的研究找到了一种新方法,通过控制不具有磁性的元素同单个具有磁性的原子的结合,让本身不具有磁性的元素拥有磁性。”汉纳说。

  该研究团队还发现,当原子簇拥有8个镁原子时,其充满电子的壳层与未填满的壳层几乎完全分离,从而获得非凡的稳定性。当一个原子的最外层被填满并且与未填满的壳层分开时,该原子处于一种稳定的状态,惰性气体的原子就是如此。