HZDR科学家生产出罕见的晶体结构

当你观察晶体的晶格时,通常有一个明显的对称性,这样无论你看哪里,原子都均匀地排列在各个方向上。这种行为在一种晶体中也是可以预料到的,当时的物理学家正在研究这种晶体Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)是由华沙大学(University of Warsaw)和波兰科学院(Polish Academy of S欧洲杯线上买球ciences)联合发明的,他们使用了一种独特的方法:一种从砷化铟半导体中提取的化合物,在其中加入少量铁。

通过使用激光,德国和波兰的科学家能够创造出一种非凡的砷化铟和铁的化合物。令人惊讶的是,这种化合物——图像中的黑色条纹——在晶体的表面沿着一条晶轴形成了薄片状结构。(照片:HZDR / S。周)

然而,这种材料并不完全对称。铁在晶体中形成了二维层状结构,赋予材料一种不同寻常的特性:它具有磁性。从长远来看,这一结果可能对进一步了解超导体至关重要。

“利用我们的离子束中心的可能性,我们向一种由砷化铟制成的晶体发射快速铁离子,这是一种由铟和砷制成的半导体,”HZDR离子束物理与材料研究所的物理学家周胜强博士说。欧洲杯足球竞彩“铁渗透到晶体表面大约100纳米深。”铁离子只占少数,它们在表面只占百分之几。然后,科学家们用激光向晶体发射光脉冲。闪光是超短的,所以只有表面熔化了。“在不到一微秒的时间里,顶部的100纳米是一碗热汤,而下面的晶体则保持着寒冷和有序,”周在解释结果时说。

在激光攻击后,晶体表面在一眨眼的时间内再次冷却。一些不熟悉的事情发生了:表面已经从根本上恢复到了砷化铟晶格结构。然而,冷却速度如此之快,以至于铁原子没有足够的时间在晶体中找到并占据标准晶格态。相反,金属原子与它们的同类原子合力形成了非凡的结构——平行排列的二维小片层。

令人惊讶的是,铁原子是以这种方式排列的.因此,我们第一次在全球范围内创造出这样的层状结构。

周盛强博士,中国科学院离子束物理与材料研究所物理学家。欧洲杯足球竞彩

当专家们更仔细地检查新形成的材料时,他们确定,由于铁的影响,这种材料具有磁性。来自波兰和德国的科学家也成功地从理论上定义了这个过程,并在计算机上进行了模拟。“铁原子将自己排列成层状结构,因为这是它们在短时间内所能获得的能量最有利的状态,”波兰科学院MagTop国际研究中心的Tomasz Dietl教授在总结计算结果时说。欧洲杯线上买球

这一结果可能适用于,例如,理解超导体——一组可以完全导电而不损耗的材料。欧洲杯足球竞彩

在许多超导材料中也可以发现层状结构欧洲杯足球竞彩.因此,我们的化合物可以作为一个模型系统,帮助更好地理解超导体的行为。

周盛强博士,中国科学院离子束物理与材料研究所物理学家。欧洲杯足球竞彩

这也可能有助于增强其性能:为了使超导体发挥作用,目前必须将其冷却到相对较低的温度,例如,-200°C。许多专家的目标是缓慢提高这些温度,直到他们发现一种理想材料,即使在标准环境温度下也会失去电阻。

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