Vědci našli materiál, který může být v závislosti na tlaku izolátorem a vodičem
Společný výzkumný tým z University of Rochester a University of Nevada objevil unikátní sloučeninu, která vede sám, v závislosti na aplikovaném tlaku, je spíše nestandardní a může působit jako izolační materiál a v roli dirigent. Dnes vám chci říci o tomto objevu.
Vodič a izolátor, jaký je rozdíl
Schopnost jakéhokoli materiálu procházet elektrickým proudem sama o sobě je dána pohybem volných elektronů. Z tohoto důvodu jsou všechny kovy vynikajícími vodiči.
V izolátorech jsou elektrony jakoby „přilepené“ na své oběžné dráze a aby je vytlačily ze svých místě je zapotřebí výrazně vyššího napětí, než je obvykle schopno aplikované aplikovat Napětí. Vědcům se ale podařilo objevit hmotný disulfid manganu, který se chová jako izolant i jako vodič, podle toho, jak velký tlak na něj působí.
Nový materiál a jeho neobvyklé vlastnosti
Tento objev učinil A. Salamat a jeho kolegové, když studovali vodivé vlastnosti kovových sulfidů. Takže když je disulfid manganatý v normálních podmínkách, pak se projevuje jako mírný izolátor.
Teprve poté, co inženýři položili materiál na diamantovou „kovadlinu“ a vytvořili obrovský tlak, pak experiment překvapeně pozorovali zjistil, že zkoumaný materiál přešel do kovového stavu, a tak téměř okamžitě ztratil zvýšenou elektrickou energii odpor.
S nárůstem tlaku na 12 gigapascalů (přibližně 12 000 atmosfér) tedy odpor materiálu klesl stamilionkrát.
Ale to nejúžasnější se stalo potom. Když inženýři pokračovali ve zvyšování tlaku na 36 gigapascalů, došlo k reverznímu přechodu a disulfid manganatý (MnS2) se stal opět izolátorem.
Jako R. Diaz, v drtivé většině případů kovy zůstávají kovy a nejsou přeměněny na izolátory, a skutečnost, že MnS2 je schopna přejít z izolátoru na kov a zpět, je jedinečný případ.
Vědci prokázali princip, ve kterém enormní tlak vyvolává „přepnutí“ disulfidu manganatého do vodivého stavu a zpět.
Když je tedy aplikován tlak, atomy se pohybují blíže k sobě, a právě z tohoto důvodu jsou jejich vnější elektrony schopné interakce.
V průběhu této události se v krystalové mřížce vytvoří prostor, kterým se mohou pohybovat náboje. Když se ale tlak ještě více zvýší, mřížka se ještě více „zhoustne“ a elektrony se opět nemohou pohybovat.
Vědci také zdůrazňují, že disulfid manganatý mění svůj stav při pokojové teplotě a při relativně nízkém tlaku. Obvykle je tedy pro takový přechod nutné použít kryogenní podmínky a řádově vyšší tlak.
Takže po vytvoření tlaku asi 500 gigapascalů je možné vytvořit kovový vodík, který může být obsažen ve velkém množství v útrobách obřích planet.
Líbil se vám materiál? Pak to ohodnoťte a nezapomeňte ohodnotit. Děkuji za pozornost!