Группа из более чем 90 ИИ-агентов на базе Claude Opus 5.5 за трое суток нашла два материала-кандидата для спинтронной памяти нового поколения. Оба, согласно квантово-механическим расчётам методом функционала плотности, обладают нулевым суммарным магнитным моментом и при этом сортируют электроны по спину — комбинация, позволяющая создавать запоминающие устройства без паразитных магнитных полей.Первый кандидат спроектирован агентами с нуля: оксид марганца и железа, в котором атомы Mn и Fe должны располагаться в идеальном шахматном порядке. Расчёты дали ширину запрещённой зоны и «спиновое окно» — энергетический интервал у края зоны, где все доступные электронные состояния имеют одинаковый спин, — заметно превышающие тепловой шум при комнатной температуре (около 26 мэВ). Однако шахматный порядок разрушается примерно при 950 K, а синтез подобных оксидов требует 900–1300 °C, так что стандартными методами получить материал в упорядоченной форме не удастся.Второй кандидат — KV[Cr(CN)₆] — был впервые синтезирован в 1999 году и принадлежит к семейству берлинской лазури, трёхсотлетнего пигмента. Химики изначально спроектировали два металлических центра так, чтобы их магнетизмы гасили друг друга. Сортировка спинов по энергии была зафиксирована в работе 2008 года, но то исследование изучало магнитную связь под давлением и не обратило внимания на этот аспект. Никто до сих пор не охарактеризовал KV[Cr(CN)₆] как полупроводник с лютинжеровской компенсацией, которая позволяет совместить главные плюсы обоих типов магнетизма для создания сверхбыстрой электроники, и не измерил его спиновые окна.Источник изображения: сгенерировано MuseОба материала относятся к лютинжеровски компенсированным антиферромагнетикам (Luttinger compensation или Luttinger-compensated magnetism): атомы со спином «вверх» и «вниз» имеют одинаковую величину магнитного момента и в сумме дают ноль, но находятся в неэквивалентных позициях в кристаллической решётке. За счёт этой неэквивалентности электроны с разными спинами разделяются по энергии, как в ферромагнетиках, — а суммарное магнитное поле при этом отсутствует.Все расчёты, выложенные на GitHub, сделаны для идеальных сухих кристаллов. Единственный реальный образец KV[Cr(CN)₆] — порошок 1999 года с водой в порах — показал остаточный магнитный момент 0,125 магнетона Бора на единицу. Два метода расчёта расходятся в оценке влияния воды: более точный HSE06 предсказывает сохранение спиновой сортировки, более быстрый PBE+U — сжатие дырочного окна более чем вдвое. Ни ширина запрещённой зоны, ни спиновое окно экспериментально не измерены.Авторы подчёркивают: KV[Cr(CN)₆] сохранял магнитный порядок до 376 K в образце 1999 года, тогда как два других полупроводника, предсказанных в работе 2025 года, теряют порядок ниже комнатной температуры. Следующий шаг — синтезировать материал заново и напрямую измерить спиновую сортировку.