Дорогие читатели, Нашему шестнадцатилетнему, волонтёрскому и некоммерческому проекту для создания новой, современной версии N-N-N.ru, очень нужно посоветоваться касательно платформы нашего сайта – SYMFONY & DRUPAL 8. Платформа не простая, но обещаем – мы не займём много времени, просто нужна консультационная поддержка квалифицированного разраба. Если вы можете помочь, то связаться с нами можно на страницах Facebook.com здесь и здесь.

Ученые связали структуру и магнитные свойства перспективного керамического материала

Российские ученые в составе международного коллектива исследовали связь структуры керамических материалов на основе феррита висмута (BiFeO3) с их магнитными свойствами. В своей работе ученые теоретически обосновали полученные результаты и определили факторы, влияющие на изменение магнитного поведения. Работа позволит создавать новые керамические материалы с заданными свойствами.

Статья исследователей опубликована в Journal of Physics and Chemistry of Solids.

Феррит висмута представляет собой минерал со структурой перовскита (минерал на основе кальция и титана), содержащий также атомы кислорода. Такой же структурой обладают широко известные высокотемпературные сверхпроводники — материалы, способные при определенной температуре проводить электрический ток без сопротивления. Многие материалы, обладающие кристаллической решеткой перовскита, нашли свое применение в качестве преобразователей солнечной энергии.

Добавление в исходный феррит висмута ионов различных элементов приводит к изменению кристаллической решетки, а следовательно, и физических свойств всего материала. Физики БФУ внедряли ионы металлов: кальция, марганца, титана и ниобия — и измеряли магнитные характеристики материала.

Выяснилось, что независимо от типа переходных элементов внедрение других атомов приводит к сжатию кристаллической решетки.

Это, в свою очередь, сопровождается изменением магнитной структуры материала. Он теряет спонтанную поляризацию, то есть дипольные моменты атомов, которые определяют направления воздействия электрических сил, перестают строго ориентироваться в отсутствие внешнего электрического поля.

При добавлении атомов других металлов феррит висмута также теряет свои антиферромагнитные свойства: дипольные моменты атомов перестают быть направленными друг против друга. Более того, при совместном добавлении кальция с титаном и кальция с ниобием магнитная структура материала меняется на ферромагнитную: дипольные моменты становятся сонаправленными.

У этих образцов после прекращения воздействия магнитного поля наблюдалась остаточная намагниченность — свойство, характерное для ферромагнетиков.

«Мы показали, что магнитные свойства материалов на основе феррита висмута во многом определяются структурными искажениями, вызванными замещением, дефектами решетки и характером обменного взаимодействия между атомами железа, кислорода и переходного металла. Слабые ферромагнитные состояния, которые появились в соединении при совместном добавлении кальция с титаном и кальция с ниобием, обусловлены взаимодействием между магнитными атомами, происходящим через немагнитные. Оно обычно не принимается в расчет ввиду своей небольшой величины, но в случае антиферромагнетиков оно может давать существенные изменения в магнитном поведении материала», — говорит один из авторов работы, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник НОЦ «Функциональные наноматериалы» Вадим Сиколенко.

keramika1.jpgФотография, сделанная сканирующим электронным микроскопом, на которой видно сосуществование двух фаз мультиферроика: ромбоэдрической и орторомбической. Справа: картинки рассчитанной фурье-плотности электронных состояний для этих двух фаз при разных температурах. (фотография сделана при комнатной температуре). / Вадим Сиколенко

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.5 (2 votes)
Источник(и):

Индикатор