Группа из более чем 90 ИИ‑агентов на базе Claude Opus 5.5 за три суток идентифицировала два материала, которые могут стать кандидатами на полупроводники для спинтронной памяти нового поколения. По вычислениям, выполненным методом функционала плотности, оба образца обладают нулевым суммарным магнитным моментом и способны сортировать электроны по спину, что теоретически позволяет создавать запоминающие устройства без внешних магнитных полей.

Первый кандидат — оксид марганца и железа, который должен формировать идеальную шахматную раскладку Mn и Fe в кристалле. Рассчёты показывают, что ширина запрещённой зоны и так называемое «спиновое окно» — энергетический интервал у края зоны, где доступны состояния с одинаковым спином — заметно превышают тепловой шум при комнатной температуре (~26 мэВ). Однако устойчивый шахматный порядок разрушается примерно при 950 K, а синтез подобных оксидов требует экстремальных температур (900–1300 °C), поэтому стандартными методами получить упорядоченный материал затруднительно.

Второй кандидат — KV[Cr(CN)₆], впервые синтезированный в 1999 году и относящийся к семейству берлинской лазури. Идея заключалась в том, чтобы два металлических центра компенсировали друг друга по магнетизму. Сортировка спинов по энергии зафиксирована в исследовании 2008 года, однако та работа рассматривала магнитную связь под давлением и не уделяла внимания спиновым окнам. До настоящего момента KV[Cr(CN)₆] не характеризовался как полупроводник с лютинжеровской компенсацией, и не измерялось его спиновое окно.

Оба материала относятся к лютинджеровски компенсированным антиферромагнетикам: атомы со спинами «вверх» и «вниз» имеют одинаковые магнитные моменты и суммарно равны нулю, однако занимают неэквивалентные позиции в кристаллической решётке. Эта неэквивалентность приводит к разделению электронов по энергии по разным спинам, даже при отсутствии внешнего магнитного поля.

Единственный доступный экспериментальный образец KV[Cr(CN)₆] — порошок 1999 года, в пористом образце обнаружена вода — продемонстрировал остаточный магнитный момент 0,125 μB на формулу. Два используемых расчётных подхода расходятся в отношении влияния воды: более точный метод HSE06 предсказывает сохранение спиновой сортировки, в то время как быстрый PBE+U предсказывает меньший «дырочный» вакуум. Ни ширина запрещённой зоны, ни спиновое окно экспериментально не измерялись.

Авторы подчёркивают, что KV[Cr(CN)₆] сохранял магнитный порядок до 376 K в образце 1999 года, тогда как два других полупроводника, предусмотренных в работе 2025 года, теряют порядок ниже комнатной температуры. Следующим шагом остаётся синтез заново и прямое измерение спиновой сортировки.