Наночастицы магнетита и титаната бария сделали стекло многофункциональным
Физики МФТИ и Брестского государственного университет им. А. С. Пушкина создали новое стекло, активированное наночастицами магнетита и титаната бария. Оно сочетает в себе оптические, электрические и магнитные свойства, что делает его перспективным для применения в оптоэлектронике и сенсорах.
Цинк-теллуритные стекла имеют такие преимущества, как высокая оптическая прозрачность, низкая температура плавления и возможность интегрировать наночастицы других веществ. Они используются в оптоэлектронике, сенсорах для диагностики и радиационной защите. Это делает их идеальными кандидатами для создания стекол с сегнетоэлектрическими и ферромагнитными свойствами. Чистые цинк-теллуритные стекла — диамагнетики, то есть не обладают магнитными свойствами. Для придания им электрических и магнитных свойств ученые активируют их с помощью примесей. Физики в состав стекла добавили наночастицы титаната бария (BaTiO₃) и оксида железа (Fe₃O₄). В результате получился материал с комбинированными магнитоэлектрическими свойствами. Результаты исследования представлены в журнале «Стекло и керамика».
Ученые синтезировали стекла с разными концентрациями наночастиц (от одного до двух молярных процентов). Затем подробно изучили образцы методами рентгеновского анализа, который подтвердил аморфную структуру стекла с нанокластерами магнетита и титаната бария. Анализ магнитных свойств показал, что стекла, активированные оксидом железа и титанатом бария, при комнатной температуре — парамагнетики. При низких температурах исследователи обнаружили признаки ферромагнитного упорядочения. Как установили ученые, в стеклах наблюдается остаточная электрическая поляризация при 300 К, что косвенно подтверждает гипотезу образования заряженных кластеров в стекле.
«Мы считаем, что магнитоэлектрические свойства стекла проявляются благодаря образованию в нем кластеров оксида железа. Их строение еще предстоит исследовать», — рассказал Михаил Шестаков, старший научный сотрудник лаборатории оптики ультрахолодных атомных систем и функциональных материалов МФТИ.
Полученные образцы стали шагом к новым материалам — стеклянным мультиферроикам, где в стекле будут сегнетоэлектрическое упорядочение и ферромагнитное.
«На наш взгляд, наиболее значимый результат заключается в том, что активация стекла наночастицами титаната бария и оксида железа приводит к у меньшению его магнитного и электрического откликов по сравнению со стеклом, активированным только наночастицами оксида железа. Можно сказать, наночастицы титаната бария деактивируют синтезированное стекло, что довольно неожиданно», — поделился Михаил Шестаков.
Полученные стекла обладают большим потенциалом для применения в оптоэлектронике и фотонике, например в качестве волоконных усилителей и модификации оптического поведения за счет магнитных свойств. Они также могут использоваться в разработках магнитоэлектрических датчиков и сенсоров, где электрическое поле влияет на магнитное и наоборот. Магнитоэлектрические свойства стекол актуальны для разработки материалов для магнитной памяти и спинтроники, где данные записываются в виде электронных и магнитных состояний.
«В дальнейшем мы планируем исследовать структуру кластеров оксида железа и титаната бария, а также синтезировать новые стекла с другими активирующими веществами», — рассказал Михаил Шестаков.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Во времена Екатерины II один из немецких колонистов в России мутировал, из-за чего все его потомки получали раннюю болезнь Альцгеймера. Теперь среди них появился первый, кого она не тронула, — по мнению ученых, благодаря жаре, которой он должен был подвергаться на работе.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно