Ученые объяснили необычные свойства «четырехмерного» оксида железа Версия для слабовидящих
Ученые объяснили необычные свойства «четырехмерного» оксида железа Печать Email
Новости об инновациях
18.04.2016

Оказалось, что в оксиде Fe4O5 при охлаждении ниже 150 К происходит необычный фазовый переход, приводящий к образованию «четырехмерной» кристаллической структуры.

Международный коллектив исследователей, в состав которого вошли и ученые из Московского государственного университета, исследовал характеристики недавно открытого оксида железа Fe4O5. Выяснилось, что при охлаждении ниже температуры 150К происходит необычный фазовый переход, связанный с образованием волн зарядовой плотности и приводящий к образованию «четырехмерной» кристаллической структуры. Статья опубликована в журнале Nature Chemistry.

Было известно, что особенность этого оксида в том, что он может быть получен лишь при очень высоких давлениях и температурах, поэтому на земной поверхности он не образуется, а существует вместе с другими оксидами с еще более высоким содержанием кислорода, как сейчас предполагается, лишь на глубинах во многие сотни километров. Исследуя вещество, ученые обнаружили у оксида фазовый переход, очень похожий на переход Вервея в магнетите. Отличается он тем, что происходит при других температурах, и образующаяся при этом структура имеет намного более сложную конфигурацию.

Необычная структура, образующаяся при охлаждении, представляет собой нечто среднее между классическими волнами зарядовой плотности с образованием димеров (цепочка из пар атомов железа с укороченным межатомным расстоянием) и картиной с тримеронами, наблюдаемой у магнетита. В этой структуре невозможно выделить трехмерную периодичность, и можно описать как периодичную только в пространстве более высокой размерности, в данном случае, «четырехмерном» пространстве. «Четырехмерность» такой структуры, конечно, не говорит о реальном существовании этого оксида в четырех измерениях, это просто технический подход к математическому описанию такой сложной упорядоченности».

Несмотря на сходство в поведении магнетита и Fe4O5, зарядово-упорядоченная структура последнего остается центросимметричной и поэтому не может проявлять свойства сегнетоэлектрика. Особый интерес ученых к Fe3O4 объясняется также и тем, что магнетит относится к классу так называемых мультиферроиков, то есть материалов, в которых одновременно наблюдается два вида упорядочения — магнитное и электрическое. Если эти упорядочения связаны между собой, то воздействуя магнитным полем на материал, можно менять его электрическую поляризацию, и наоборот — менять его намагниченность, воздействуя электрическим полем.

«В этом случае у нас возникает бифункциональный материал, который интересен не только с точки зрения фундаментальной физики или химии твердого тела, но и с точки зрения практического применения, — сказал один из авторов исследования Артем Абакумов.  — Его можно использовать в качестве датчиков, например, сенсоров магнитного поля. Проблема лишь в том, что, как правило, связь магнитного и электрического порядка очень слаба и проявляет себя при низкой температуре. Сравнительный анализ кристаллической, электронной и магнитной структур Fe4O5 и магнетита позволит с большей определенностью изучить связь магнитного и электрического порядка в подобного рода соединениях».

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/uchenye-obyasnili-neobychnye-svoistva-chetyrekhmernogo-oksida-zheleza

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта