Wetenschappers hebben een materiaal gevonden dat afhankelijk van de druk een isolator en een geleider kan zijn
Een gezamenlijk onderzoeksteam van de Universiteit van Rochester en de Universiteit van Nevada heeft een unieke verbinding ontdekt die leidt zelf, afhankelijk van de toegepaste druk, is nogal niet-standaard en kan fungeren als isolatiemateriaal en in de rol van geleider. Vandaag wil ik jullie vertellen over deze ontdekking.
Geleider en isolator, wat is het verschil?
Het vermogen van elk materiaal om een elektrische stroom door zichzelf te laten gaan, is te wijten aan de beweging van vrije elektronen. Het is om deze reden dat alle metalen uitstekende geleiders zijn.
In isolatoren worden de elektronen als het ware in hun banen "ingelijmd" en om ze uit hun plaats, is een aanzienlijk hogere spanning vereist dan gewoonlijk in staat is om de aangelegde Spanning. Maar wetenschappers konden het materiaal mangaandisulfide ontdekken, dat zich zowel als isolator als als geleider gedraagt, afhankelijk van hoeveel druk erop wordt uitgeoefend.
Nieuw materiaal en zijn ongebruikelijke eigenschappen
Deze ontdekking werd gedaan door A. Salamat en zijn collega's toen ze de geleidende eigenschappen van metaalsulfiden bestudeerden. Dus wanneer mangaandisulfide zich in normale omstandigheden bevindt, manifesteert het zich als een matige isolator.
Pas nadat de ingenieurs het materiaal op het diamanten "aambeeld" hadden geplaatst en een enorme druk hadden uitgeoefend, waarna ze het experiment met verbazing observeerden ontdekte dat het onderzochte materiaal in een metallische toestand ging en dus bijna onmiddellijk zijn verhoogde elektrische spanning verloor weerstand.
Dus met een drukverhoging tot 12 gigapascal (ongeveer 12.000 atmosfeer), daalde de weerstand van het materiaal honderden miljoenen keren.
Maar het meest verbazingwekkende gebeurde daarna. Toen de ingenieurs de druk bleven verhogen tot 36 gigapascal, vond de omgekeerde overgang plaats en werd mangaandisulfide (MnS2) weer een isolator.
Als R. Diaz, in de overgrote meerderheid van de gevallen blijven metalen metalen en worden ze niet omgezet in isolatoren, en het feit dat MnS2 van isolator naar metaal en terug kan gaan, is een uniek geval.
Wetenschappers hebben het principe aangetoond waarin enorme druk het "omschakelen" van mangaandisulfide in een geleidende toestand en terug veroorzaakt.
Dus wanneer er druk op wordt uitgeoefend, komen de atomen dichter bij elkaar, en het is om deze reden dat hun buitenste elektronen kunnen interageren.
Daarbij wordt in het kristalrooster een ruimte gevormd waar ladingen doorheen kunnen bewegen. Maar als de druk nog meer toeneemt, wordt het rooster nog "dik" en kunnen de elektronen weer niet bewegen.
Wetenschappers benadrukken ook dat mangaandisulfide van toestand verandert bij kamertemperatuur en bij relatief lage druk. Dus meestal is het voor zo'n overgang nodig om cryogene omstandigheden toe te passen en een orde van grootte hogere druk.
Dus, na een druk van ongeveer 500 gigapascal te hebben gevormd, is het mogelijk om metallische waterstof te maken, die in grote hoeveelheden kan worden opgenomen in de ingewanden van reuzenplaneten.
Vond je het materiaal leuk? Beoordeel het dan en vergeet niet om het te beoordelen. Bedankt voor uw aandacht!