Naukowcy odkryli materiał, który może być izolatorem i przewodnikiem w zależności od ciśnienia
Wspólny zespół badawczy z University of Rochester i University of Nevada odkrył unikalny związek, który prowadzi sam w sobie, w zależności od zastosowanego nacisku, jest raczej niestandardowy i może pełnić funkcję materiału izolacyjnego oraz pełnić funkcję konduktor. Dziś chcę Wam opowiedzieć o tym odkryciu.
Przewodnik i izolator, jaka jest różnica
Zdolność dowolnego materiału do przepuszczania przez siebie prądu elektrycznego wynika z ruchu swobodnych elektronów. Z tego powodu wszystkie metale są doskonałymi przewodnikami.
W izolatorach elektrony są niejako „wklejane” na swoich orbitach i w celu wypchnięcia ich z ich w miejscu, wymagane jest znacznie wyższe napięcie niż zwykle jest w stanie zapewnić zastosowane Napięcie. Ale naukowcom udało się odkryć materiał dwusiarczku manganu, który zachowuje się zarówno jako izolator, jak i przewodnik, w zależności od przyłożonego do niego nacisku.
Nowy materiał i jego niezwykłe właściwości
Odkrycia tego dokonał A. Salamat i jego koledzy badali właściwości przewodzące siarczków metali. Więc kiedy dwusiarczek manganu jest w normalnych warunkach, to przejawia się jako umiarkowany izolator.
Dopiero po tym, jak inżynierowie umieścili materiał na diamentowym „kowadle” i wytworzyli ogromne ciśnienie, z zaskoczeniem obserwowali eksperyment odkryli, że badany materiał przeszedł w stan metaliczny, a tym samym niemal natychmiast stracił zwiększoną moc elektryczną. opór.
Tak więc wraz ze wzrostem ciśnienia do 12 gigapaskali (około 12 000 atmosfer) opór materiału spadł setki milionów razy.
Ale najbardziej niesamowita rzecz wydarzyła się później. Kiedy inżynierowie nadal zwiększali ciśnienie do 36 gigapaskali, nastąpiło odwrotne przejście i dwusiarczek manganu (MnS2) ponownie stał się izolatorem.
Jak R. Diaz, w przeważającej większości przypadków, metale pozostają metalami i nie są przekształcane w izolatory, a fakt, że MnS2 jest w stanie przemieszczać się z izolatora na metal iz powrotem, jest wyjątkowym przypadkiem.
Naukowcy zademonstrowali zasadę, w której ogromne ciśnienie powoduje „przełączanie” dwusiarczku manganu w stan przewodzący i odwrotnie.
Tak więc, gdy przykładane jest ciśnienie, atomy zbliżają się do siebie iz tego powodu ich zewnętrzne elektrony są zdolne do interakcji.
W trakcie tego zdarzenia w sieci krystalicznej tworzy się przestrzeń, przez którą mogą przemieszczać się ładunki. Ale kiedy ciśnienie wzrasta jeszcze bardziej, sieć staje się jeszcze bardziej „gruba”, a elektrony znów nie są w stanie się poruszać.
Naukowcy podkreślają również, że dwusiarczek manganu zmienia swój stan w temperaturze pokojowej i przy stosunkowo niskim ciśnieniu. Dlatego zwykle dla takiego przejścia konieczne jest zastosowanie warunków kriogenicznych i o rząd wielkości wyższego ciśnienia.
Tak więc, tworząc ciśnienie około 500 gigapaskali, możliwe jest wytworzenie metalicznego wodoru, który może znajdować się w dużych ilościach we wnętrznościach gigantycznych planet.
Podobał Ci się materiał? Następnie oceń go i nie zapomnij go ocenić. Dziękuję za uwagę!