Priljubljene Objave

Izbira Urednika - 2019

Od kovin do izolatorja in nazaj

Anonim

Novo delo Carnegiejevega Russella Hemlija in Ivana Naumova je zaznamovalo fiziko, ki je temelj na nedavno odkritem dejstvu, da nekatere kovine ne morejo biti pod kovinskim pritiskom. Njihovo delo je objavljeno v fizičnih preglednih pisemah .

oglas


Kovine so spojine, ki so sposobne voditi pretok elektronov, ki tvorijo električni tok. Drugi materiali, imenovani izolatorji, niso sposobni voditi električnega toka. Pri nizkih temperaturah se lahko vsi materiali uvrščajo med izolatorje ali kovine.

Izolatorje lahko potisnete preko razdelilnika od izolatorja do kovine, tako da nastavite svoje okoliške pogoje, zlasti tako, da jih postavite pod pritisk. Dolgo je bilo verjeti, da bi takšen material, ko bi bil tak material pretvorjen v kovine pod pritiskom, ostala taka za vedno, ker se je pritisk povečal. Ta zamisel sega v rojstvo kvantne mehanike v zgodnjih desetletjih prejšnjega stoletja.

Vendar je bilo nedavno odkrito, da nekatere skupine kovin postanejo izolirane pod pritiskom - izjemna ugotovitev, ki prej ni bila mogoča.

Na primer, litij prehaja iz kovinskega prevodnika v nekoliko odporen polprevodnik pod približno 790.000-kratnim običajnim atmosferskim tlakom (80 gigapascalov) in nato postane popolnoma kovinski spet pod približno 1, 2 milijona krat normalni atmosferski tlak (120 gigapascalov). Natrijev vstopi v izolacijsko stanje pri tlakih okoli 1, 8 milijona krat v normalnem atmosferskem tlaku (180 gigapascalov). Predvideva se, da imajo kalcij in nikelj podobna izolacijska stanja, preden se vrnejo k kovinskemu stanju.

Hemley in Naumov sta želela določiti združitveni okvir fizike, ki je osnova teh nepričakovanih prehodov med metalom in izolatorjem do kovin.

"Načela, ki smo jih razvili, bodo omogočili napovedi, kdaj bodo kovine postale izolatorji pod pritiskom, kot tudi obratni prehodi, ko-izolatorji, ki lahko postanejo kovini", je dejal Naumov.

Njihove prehode lahko določimo s položaji elektronov v osnovni strukturi materiala. Izolatorji navadno postanejo kovinski z zmanjšanjem razmika med atomi v materialu. Hemley in Naumov sta pokazala, da je za kovina, da postane izolator, te prekrivanja z manjšim razmikom treba organizirati v določeni vrsti asimetrije, ki prej ni bila prepoznana. V teh pogojih elektrone lokalizirajo med atomi in ne prosto gibajo kot v kovinski obliki.

"To je še en primer, kako je ekstremni pritisk pomembno sredstvo za napredovanje naših načel razumevanja narave materialov na temeljni ravni. Delo bo imelo posledice za iskanje novih energetskih materialov." Hemley je dejal.

oglas



Story Source:

Materiali, ki jih zagotavlja Carnegie Institution . Opomba: Vsebino lahko uredite za slog in dolžino.


Referenčni opis revije :

  1. Ivan I. Naumov in Russell J. Hemley. Izvor prehodov med kovinskimi in izolacijskimi državami v preprostih kovin . Fizični pregledni pismo, 2015 DOI: 10.1103 / PhysRevLett.114.156403