ค้นพบคุณสมบัติใหม่ของคริสตัลเฟอร์โรอิเล็กทริคที่ทำให้เกิดแสงในสาขาวัสดุ

Anonim

โครงสร้างของผลึกบิดเบือนทำให้วัสดุเกิดจากโพลาไรซ์ที่เกิดขึ้นเองและสนามไฟฟ้า เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษนี้ ferroelectrics สามารถพบได้ในทุกสิ่งตั้งแต่เครื่องอัลตราซาวนด์และหัวฉีดเชื้อเพลิงดีเซลไปจนถึงหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ วัสดุที่ทำจากเหล็กไฟฟ้าอยู่เบื้องหลังเทคโนโลยีขั้นสูงบางส่วนที่มีอยู่ในปัจจุบัน ผลการค้นพบว่า ferroelectricity สามารถสังเกตได้ในวัสดุที่มีการเปลี่ยนแปลงทางธรรมชาติอื่น ๆ เช่น ferromagnetism ทำให้เกิดชั้นวัสดุใหม่ ๆ เหล่านี้เรียกว่า ferroelectrics ที่ไม่เหมาะสม คุณสมบัติของวัสดุประเภทนี้ยังคงห่างไกลจากการไม่เข้าใจ การค้นพบใหม่ ๆ ที่ตีพิมพ์ใน ฟิสิกส์ประยุกต์ ช่วยให้แสงสว่างบนวัสดุเหล่านี้และแสดงศักยภาพในการใช้งานออพโตอิเล็กทรอนิคส์และการจัดเก็บข้อมูลใหม่

ทีมนักวิจัยจากประเทศจีนได้กล่าวถึง ferroelectric ที่ไม่เหมาะสมชนิดหนึ่งชนิดคือ Ca3Mn2O7 กลุ่มได้ตรวจสอบคุณสมบัติของ ferroelectric magnetoelectric และ optical พวกเขาสามารถแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ทางไฟฟ้าใน Ca3Mn2O7 รวมถึงการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กและเหล็กกล้าซึ่งเป็นคุณสมบัติหลักที่มีศักยภาพในการทำให้การดำเนินงานบิตเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในเครื่องคอมพิวเตอร์

"งานของเราแก้ปัญหาปริศนาระยะยาวในสาขานี้ซึ่งอาจผลักดันพรมแดนและเพิ่มความมั่นใจในการดำเนินการวิจัยในสาขานี้ต่อไป" นายชูอูดงนักเขียนกล่าว

เช่นแบตเตอรี่เช่น ferroelectrics มีเสาบวกและลบ ลักษณะเด่นที่สำคัญของวัสดุเหล่านี้คือการขั้วนี้สามารถย้อนกลับได้โดยการใช้สนามไฟฟ้าภายนอก

"นี่อาจเป็นประโยชน์เพราะสามารถใช้งานในอุปกรณ์ต่างๆเพื่อเก็บข้อมูลเป็นคนและศูนย์" ดงกล่าว "นอกจากนี้การสลับของโพลาไรซ์สามารถสร้างกระแสซึ่งสามารถใช้ในเซนเซอร์ได้"

ซึ่งแตกต่างจาก ferroelectrics แบบดั้งเดิมซึ่งได้รับผลโดยตรงจากสมบัติของขั้วโลกในวัสดุขัดแตะของวัสดุคริสตัล ferroelectrics ที่ไม่เหมาะสมจะสร้างโพลาไรซ์จากการบิดเบือนแบบ nonpolar

เมื่อเทอร์โม ferroelectrics ที่ไม่เหมาะสมถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในปี 2011 มีการนำเสนอสองวัสดุ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาผลึก Ca3Ti2O7 แบบ nonmagnetic ถูกแสดงให้เห็นได้จากการทดลอง แต่ลักษณะเฉพาะของ Ca3Mn2O7 ของแม่เหล็กยังไม่สามารถอธิบายได้

"การเปลี่ยนแปลงหลายช่วงเช่นเดียวกับการแยกเฟสได้รับการพิสูจน์ใน Ca3Mn2O7 ซึ่งทำให้ซับซ้อนกว่าความคาดหวังเชิงทฤษฎีต้น ๆ " ดงกล่าว "วัสดุนี้มีความซับซ้อนและการรั่วไหลเป็นเรื่องร้ายแรงซึ่งจะช่วยป้องกันการวัดค่าของ ferroelectricity โดยตรงในที่ที่มีอุณหภูมิสูง"

เพื่อทำความเข้าใจกับ Ca3Mn2O7 ดงและผู้ทำงานร่วมกันของเขาได้ยืนยันถึงการใช้สารเคมีไฟฟ้าของวัสดุโดยใช้การวัดแบบ pyroelectric ซึ่งตรวจสอบสมบัติทางไฟฟ้าของมันในช่วงอุณหภูมิรวมทั้งวัดความผิดพลาดของวงจรไฮโดรเจนล์ที่เป็นของ Ca3Mn2O7 ซึ่งเป็นวิธีการลดการรั่วไหลภายนอก การตรวจสอบเพิ่มเติมได้แสดงให้เห็นว่า Ca3Mn2O7 มีโครงสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าที่อ่อนแอซึ่งสามารถปรับได้โดยสนามไฟฟ้า

พบว่า Ca3Mn2O7 ซึ่งเป็นวัสดุที่มีข่าวลือในระยะยาวที่มีสมบัติทางเฟอร์โรอิเล็กทริกและ magnetoelectric ยังแสดงการดูดกลืนแสงที่ชัดเจนในช่องว่างแถบที่เหมาะสำหรับอุปกรณ์ตาแสง คุณลักษณะของ Ca3Mn2O7 นี้อาจปูทางสำหรับวัสดุที่จะใช้ในทุกอย่างจากเซลล์แสงอาทิตย์ไปจนถึงเซ็นเซอร์แสงที่มีสนามไฟฟ้าภายในที่นำไปสู่แรงดึงดูดที่มีขนาดใหญ่กว่าอุปกรณ์ที่ใช้ในปัจจุบัน

"สิ่งที่น่าแปลกใจที่สุดสำหรับพวกเราคือไม่มีใครสังเกตเห็นการดูดกลืนแสงที่โดดเด่นมาก่อน" ดงกล่าว

ในอนาคตดงกล่าวว่าเขาหวังที่จะสำรวจสมบัติการกลายเป็นตาแมวของ Ca3Mn2O7 และตรวจสอบว่าการนำเหล็กเข้าสู่คริสตัลจะช่วยเพิ่มความเป็นแม่เหล็กหรือไม่

menu
menu