Çok sayıda demir içeren malzeme, simetri kurallarını alt üst ediyor

Uluslar arası bir bilim adamı ekibi hem piezoelektrik, hem de ferromanyetik davranış gösterebilen bir malzeme meydana getirdi. Keşif, yeni polarizlenebilir ve manyetik bileşiklerin hazırlanabilme olasılığını sunduğu gibi elektronik bilgiyi saklamak için daha iyi cihazlar da yapmamıza olanak tanıyacak.

Yeni veri saklama teknikleri, giderek artan  dijital bilgi kullanımını karşılama talebi ile karşı karşıya. Şu andaki yöntemler bilgisayardaki bilgi bitlerini elektrikle okuyup yazmaya dayanıyor ve yüksek bir elektrik akımı gerektiriyor. Bu işlem ısı üretiyor, bu yüzden bir sürücüye kaydedilebilecek verinin miktarı, bu cihazın ne kadar etkin soğutulduğu ile ilgili.

Olası bir çözüm, bilgi bitlerini elektronik olarak okumak, ancak manyetik olarak yazmak ve böylece yüksek elektriksel akımlara ve soğutma aparatlarına ihtiyaç duymamak şeklinde özetlenebilir. Bu yöntem, manyetik alanı değiştirince elektriksel polarizasyonu kontrol edilebilecek bir malzemeye ihtiyaç duyuyor, ancak şu ana kadar böyle bir malzeme keşfedilmedi.

Çok demirli malzemeler olarak bilinen, aynı anda elektriksel polarizasyon ve manyetikleşme gösterebilen malzemeleri bulmak hayati bir adımı oluşturuyor. Çok demirli malzemelerin hazırlanması kolay değil, çünkü her bir özelliğe vücut veren elektronik yapı gereksinimleri ile hazırlayan kişilerin sağlaması gereken, malzemenin toplam kristal yapısının katı simetri koşullarını sağlaması arasında bir mücadele söz konusu.

Elektriksel polarizasyon, yansıma merkezi olan malzemelerde mümkün değil, bu sebeple malzemenin yansıma simetrisini kıracak önlemleri almak elektriksel polarizasyonun oluşması için hayati önem taşıyor. Pek çok malzemenin kristal yapısının çok yaygın bir özelliği olduğu için, bu durum çok demirli malzemelerin davranışını gösterebilecek potansiyel bileşiklerin sayısını kısıtlıyor ve manyetik veri yazımı olasılığına bir engel oluşturuyor.

Ancak, Matthew Rosseinsky (Liverpool Üniversitesi) ve arkadaşları tarafından tarif edilen yeni yaklaşıma göre bu sorun bütün malzemenin yansıma simetrisini kırmak üzere iki merkezi simetrik perovksit malzemenin nasıl birleştirileceğini gösteriyor. Birbirinin peşisıra gelen itriyum demir oksit (YFeO3) ve lantan demir oksit (LaFeO3) tabakalarını bir laser ile biriktirmek daha büyük bir hetero-yapının oluşmasına neden oluyor ve bu yapıda birbirinin ardından gelen Y3+ ve La3+ katyonları FeO6 düzgün sekizyüzlüsünün bükülmesi ile birlikte yansıma simetri merkezini ortadan kaldırıyor.

Oluşan malzeme istenen piezoelektrik ve ferromanyetik özelliklere sahip ve yeni bir polarizlenebilir ve manyetik özelliklere sahip bileşik sınıfı oluşturma potansiyeli var. Rosseinsky, şöyle diyor: “Tabakalı birikme itriyum ve lantan katyonlarının dağılımını kontrol etmek için önemli”. “Geleneksel katı hal kimya tepkimesi rasgele bir dağılım oluşturur bu da istenen özellikleri göstermez” diyor.

Paolo Radaelli, Oxford Üniversitesi’nde geçiş metal oksitlerinin elektronik özelliklerini inceleyen bir bilim adamı ve Rosseinsky’nin görüşlerine katılıyor: “Bu çok önemli bir sonuç. Yansıma merkezini ortadan kaldıracak şekilde iki veya daha fazla fazı üst üste biriktirerek malzeme oluşturmak oda sıcaklığında, sert ve çok demirli malzeme davranışını oluşturmak için son derece ümit verici bir yol”.

Araştırma ekibi bu tekniği diğer perovksit malzemelerine uyarlamak üzerine çalışmalarına devam ediyor.

Kaynak: http://www.rsc.org/chemistryworld/2014/02/multiferroic-material-breaks-symmetry-layers-perovskite

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap