黄鉄鉱はや一般の想像力の中では「愚者の黄金」かもしれませんが、科学にとっては二硫化鉄であり、ミネソタ大学の研究チームのおかげで、人工的に磁性を示す最初の物質となった鉱物です。
この偉業は前例のないものです。この性質を持たない材料に磁性を「作り出す」ことはこれまで不可能でした。これを行うために、研究者らは「電解質変調」と呼ばれる技術を使用しました。この技術では、精製した黄鉄鉱の結晶をイオン溶液（スポーツドリンクに似たもの）に浸します。
研究者が溶液に1ボルトを加えると魔法が起こります。この電圧は一般的な電池の電圧よりも低いですが、溶液中の正に帯電した分子が液体と黄鉄鉱に含まれる鉄の間で集合するのに十分な電圧です。その結果、磁化された表面が得られます。このプロセスを逆にするには、単に溶液から電気を取り除きます。
安価で毒性のない太陽電池
「それが機能することに私たちは驚きました。電圧を印加することによって、私たちがやったことは、電子を材料に放出することでした。これらの粒子の濃度が十分に高くなると、材料は自発的に強磁性になりたがります。これは、私たちが理解することができました。」得られた結果には多くの可能性が秘められており、硫化鉄以外の材料でも同様のことが可能であると考えています」と、現在サイエンス・アドバンス誌に掲載されている研究の主任研究員である物理学者のクリストファー・レイトン氏は述べた。
彼と彼の同僚は10年以上前に黄鉄鉱に興味を持ち、低コストの太陽電池の生産に使用できるほど効率よくこの鉱物を作る方法を研究していた（石油抽出の副産物の中には硫黄が含まれており、この物質を豊富に生成する）安い）
「磁気に詳しい人のほとんどは、非磁性材料を電気的に磁性材料に変えることは不可能だと言うでしょう。もう少し詳しく調べたところ、可能性が見えてきて、それを実現させました」と研究者は言います。
軽蔑されているが、では軽蔑されていない
「私たちは、安価で毒性のない太陽電池に最初にこの材料を使用する方法を発見するために、まさにこの材料に注目しました。同時に、私たちは磁電子工学に取り組み、材料の磁気特性を制御するために電圧を使用する方法を研究していました。データストレージの磁気デバイスへの応用の可能性について、ある時点で、これが 2 つの研究分野の完璧な融合であることに気づきました」と Leighton 氏は言います。
現在の目的は、エネルギーの観点から操作された材料をより効率的にするために不可欠な、低電圧充電を通じて他の材料の磁性を生成および操作することです。次のステップは、プロセスや他の材料でより高い温度を使用して、電子デバイスでの使用の可能性を確認することです。
さまざまな用途を検討中
黄鉄鉱は安価であり、エレクトロニクス産業で応用できる可能性があるため、長い間関心を集めてきました。 2014年、マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究チームは、将来のスピントロニクスデバイス（電子が情報を運ぶ）での利用を目指して、材料表面の電子特性の詳細な調査を初めて実施した。
カリフォルニア大学の研究者らも太陽電池に注目しており、大型で安価な太陽電池モジュールに塗料の形で塗布する純粋なコロイド状黄鉄鉱ナノ結晶の製造に投資している。カンザス大学は、太陽光発電用の導体および電池の高エネルギー密度の正極材料としての使用を研究しています。
物理学者がを通じて
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