Все, что вы хотели знать об ИИ, — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28.07.2021
Сергей Васильев
2 432

Давление помогло превратить проводник в изолятор и обратно

5.3

Ученые обнаружили материал, способный становиться то изолятором, то проводником — в зависимости от приложенного давления.

Круглые ионы Mn окружены частицами дисульфида: слева направо плотность их расположения возрастает
Круглые ионы Mn окружены частицами дисульфида: слева направо плотность их расположения возрастает / ©Dean Smith, Argonne National Lab

Способность материала проводить ток определяется движением свободных электронов, поэтому металлы — хорошие проводники. В изоляторах электроны «зафиксированы» куда прочнее, и, чтобы заставить их перемещаться, требуется больше энергии, чем обычно несет приложенное напряжение. Однако физики из Рочестерского университета и Университета Невады нашли соединение, которое ведет себя совсем нестандартно. Их статья опубликована в журнале Physical Review Letters.

Ашкан Саламат (Ashkan Salamat) и его коллеги изучали проводящие свойства металлических сульфидов, обратив внимание на дисульфид марганца. При обычных условиях это умеренный изолятор. Однако, поместив его на алмазную «наковальню» и создав большое давление, ученые заметили, что вещество перешло в металлическое состояние и резко потеряло прежде высокое электрическое сопротивление. При увеличении давления вплоть до 12 гигапаскалей (около 12 тысяч атмосфер) сопротивление падало в сотни миллионов раз.

При этом дальнейшее повышение давления (до 36 гигапаскалей) переводило к обратному переходу, и MnS2 снова становился изолятором. «Обычно металлы остаются металлами; крайне маловероятно, чтобы их можно было превратить в изоляторы, — говорит Ранджа Диас (Ranga Dias), один из авторов работы. — То, что этот материал переходит от изолятора к металлу и обратно к изолятору, — огромная редкость».

Ученые показали, как большое давление вызывает «переключение» дисульфида марганца в проводящее состояние. В таких условиях отдельные атомы смещаются ближе друг к другу, благодаря чему их внешние электроны могут взаимодействовать и спариваться. В результате в кристаллической решетке возникает пространство, по которому могут двигаться заряды. Наконец, при еще большем давлении решетка становилась слишком «густой».

Авторы подчеркивают, что переходы дисульфида марганца происходят при комнатной температуре и сравнительно умеренном давлении. Как правило, для этого требуется использовать криогенные условия и на порядок более сильное сжатие. Напомним, что, создав давление около 500 гигапаскалей, можно получить даже металлический водород — форму, в которой он существует в недрах гигантских планет.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 15:40
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

Вчера, 09:40
Александр Березин

Также это повышает шансы на вовлечение волка в другие виды рискованной деятельности. Работа может иметь прикладное значение и для человеческих обществ, поскольку сходное влияние известно и для людей.

Позавчера, 19:19
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

Позавчера, 15:40
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

Позавчера, 19:19
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

Вчера, 09:40
Александр Березин

Также это повышает шансы на вовлечение волка в другие виды рискованной деятельности. Работа может иметь прикладное значение и для человеческих обществ, поскольку сходное влияние известно и для людей.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

13 ноября
Анна Новиковская

Беспилотный орбитальный самолет США завершил свою шестую миссию и приземлился рано утром в субботу. Он провел в космосе рекордные 908 дней, все это время обеспечивая себя энергией благодаря солнечным батареям.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: