Виявлено приховану спіральну структуру у кристалічному матеріалі
Дослідниця з Техаського університету в Далласі (UT Dallas) та її колеги виявили незвичну атомну структуру в матеріалі на основі урану. Сполука володіє рідкісним поєднанням магнітних властивостей, що відкриває нові шляхи для розробки передових електроніки та пристроїв комп'ютерної пам'яті.
Доктор Менке Лю (Mengke Liu), старший викладач фізики, та її колеги виявили раніше невідому хіральну суперґратку в кристалі оксителуриду урану (UOTe). Результати дослідження опубліковано в журналі Nature.
Відкриття було зроблено під час аналізу зразків сполуки урану, синтезованих доктором Шенгом Раном (Sheng Ran) із Вашингтонського університету в Сент-Луїсі. Використовуючи просвічувальну електронну мікроскопію та сканувальну тунельну мікроскопію для отримання зображень атомного рівня, доктор Лю виявила в UOTe повторюваний закручений патерн атомів - хіральну суперґратку.
Хіральність означає, що спіральні структури закручені переважно в лівий або правий бік. Рух електронів крізь таку структуру продемонстрував нетипову поведінку, що виникла внаслідок одночасної наявності у матеріалі як феромагнітних, так і антиферомагнітних властивостей.
«Початково я досліджувала цей матеріал із зовсім іншої причини. Коли я вивчила його за допомогою мікроскопії високої роздільної здатності, то виявила природну надструктуру, яку раніше ніхто не помічав», - зазначила доктор Лю.
Феромагнітні матеріали є класичними магнітами, тоді як антиферомагнетики мають нульову сумарну намагніченість. Поєднання обох характеристик в одному матеріалі є рідкісним і фундаментально цінним явищем.
Антиферомагнітні матеріали стійкіші до зовнішніх магнітних завад і здатні працювати швидше за традиційні феромагнетики. Практичне використання цих переваг дозволить створити пристрої пам'яті, які будуть одночасно швидшими та надійнішими.
Обчислювальний аналіз показує, що подібні суперґратчасті структури можуть існувати в сотнях суміжних сполук. Це дає змогу шукати матеріали з подібними властивостями, орієнтуючись не лише на базове розташування атомів, а й на більші надструктури, що впливають на поведінку електронів.
Оксителурид урану відомий ще з 1960-х років, однак сучасні методи дослідження дозволили вперше виявити приховані на той час властивості сполуки.
Джерело: KO
Поділитися