מדענים מצאו חומר שיכול להיות מבודד ומוליך בהתאם ללחץ
צוות מחקר משותף מאוניברסיטת רוצ'סטר ומאוניברסיטת נבדה גילה מתחם ייחודי שמוביל עצמו, בהתאם ללחץ המופעל, הוא די לא סטנדרטי ויכול לשמש כחומר מבודד ובתפקיד של מנצח. היום אני רוצה לספר לכם על התגלית הזו.
מנצח ומבודד, מה ההבדל
יכולתו של כל חומר להעביר זרם חשמלי בעצמו נובעת מתנועה של אלקטרונים חופשיים. מסיבה זו כל המתכות הן מוליכות מצוינות.
במבודדים האלקטרונים, כביכול, "מודבקים" במסלולם וכדי לעקור אותם ממקומם. במקום, נדרש מתח גבוה משמעותית מכפי שהוא בדרך כלל מסוגל לספק את היישום מתח. אך מדענים הצליחו לגלות את החומר המנגן דיסולפיד, המתנהג הן כמבודד והן כמנצח, תלוי בכמה לחץ מופעל עליו.
חומר חדש ותכונותיו יוצאות הדופן
תגלית זו נעשתה על ידי א. סלמאט ועמיתיו כשחקרו את התכונות המוליכות של סולפידים מתכתיים. אז כאשר מנגן דיסולפיד נמצא בתנאים רגילים, אז הוא מתבטא כמבודד בינוני.
רק לאחר שהמהנדסים הניחו את החומר על "סדן" היהלום ויצרו לחץ עצום, ואז התבוננו בניסוי בהפתעה. גילה כי החומר הנחקר נכנס למצב מתכתי וכך איבד כמעט מיד את החשמל המוגבר שלו הִתנַגְדוּת.
כך, עם עלייה בלחץ ל -12 ג'יגה -פסקאל (כ -12,000 אטמוספרות), התנגדות החומר ירדה מאות מיליוני פעמים.
אבל הדבר המדהים ביותר קרה אחר כך. כאשר המהנדסים המשיכו להגדיל את הלחץ ל -36 ג'יגה -פסקל, המעבר הפוך התרחש, ומנגן דיסולפיד (MnS2) הפך שוב למבודד.
כמו ר. דיאז, ברוב המכריע של המקרים, מתכות נשארות מתכות ואינן הופכות למבודדים, והעובדה כי MnS2 מסוגלת לעבור מבודד למתכת ובחזרה היא מקרה ייחודי.
מדענים הוכיחו את העיקרון שבו לחץ עצום מעורר את "המעבר" של מנגן דיסולפיד למצב מוליך ובחזרה.
אז כאשר מופעל לחץ, האטומים מתקרבים זה לזה, וזו הסיבה שהאלקטרונים החיצוניים שלהם מסוגלים לקיים אינטראקציה.
במהלך אירוע זה, נוצר מרחב בסריג הגביש, שדרכו מטענים מסוגלים לנוע. אך כאשר הלחץ גובר עוד יותר, הסריג הופך ל"עבה "עוד יותר, והאלקטרונים שוב אינם מסוגלים לזוז.
מדענים גם מדגישים כי מנגן דיסולפיד משנה את מצבו בטמפרטורת החדר ולחץ נמוך יחסית. אז בדרך כלל למעבר כזה יש צורך ליישם תנאים קריוגניים ולחץ בסדר גבוה יותר בסדר גודל.
אז, לאחר יצירת לחץ של כ -500 ג'יגה -פסקאל, אפשר ליצור מימן מתכתי, שיכול להיכלל בכמויות גדולות במעי של כוכבי לכת ענקיים.
אהבת את החומר? אז דרג אותו ואל תשכח לדרג אותו. תודה לך על תשומת הלב!