Соединение сочетает в себе электропроводность и полярность — качества, которые обычно несовместимы. Благодаря этому редкому сочетанию инновационный материал проявляет оптический эффект удвоения частоты света, что характерно для неметаллов — пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».
Автор новостей
Источник: Unsplash
Новая разработка международной группы ученых под руководством специалистов из Университета Байройта может перевернуть существующие представления о свойствах металлов. Инновационный металл создан из казалось бы простых элементов — магния и хлора, но он оказался совершенно нетипичным.
Обычные металлы проводят электричество благодаря «морю» свободных электронов, окружающих атомы. Однако в обнаруженном соединении все работает иначе: проводимость обеспечивают электроны, предоставляемые ионами хлора. Это делает материал анионным металлом — редким типом проводника, в котором отрицательно заряженные ионы играют ключевую роль в переносе заряда.
Из-за такого необычного механизма проводимости в материале ослаблено электрическое экранирование, типичное для металлов. Это позволяет соединению сохранять постоянное внутреннее разделение зарядов, или полярность. Но самое удивительное происходит, когда на материал попадает свет: он излучает свет с удвоенной частотой. Это явление, известное как генерация второй гармоники, обычно наблюдается только в непроводящих материалах.
«Обычно металлы ведут себя совсем иначе, поэтому найти металл, который не только проводит электричество, но и неожиданным образом взаимодействует со светом, — это очень захватывающе», — отметила соавтор разработки, доктор Юцинь Инь.
Источник: Yuqing Lin
Открытие стало возможным благодаря использованию алмазной наковальни — устройства, способного создавать давление, сравнимое с тем, что существует в недрах планет. С помощью мощного синхротронного рентгеновского излучения ученые смогли определить кристаллическую структуру хлорида магния прямо в процессе эксперимента, поскольку материал существует только в экстремальных условиях. Разумеется, пока что речь идет об исследовательском образце, а не о промышленном производстве.
Тем не менее открытие значительно расширяет горизонты материаловедения. «Мы лишь в начале пути, — подчеркивает профессор Леонид Дубровинский из Баварского геоинститута. — Полученные нами результаты показывают: даже такие простые элементы, как магний и хлор, способны образовывать уникальные структуры с неожиданными свойствами. Это открывает новые подходы к химии и проектированию функциональных материалов».
Открытие полярного металла подчеркивает важность экспериментов при высоком давлении: именно там привычные законы химии дают сбой и рождаются свойства, о которых раньше можно было только догадываться. В будущем такие открытия могут привести к появлению устройств, которые будут одновременно управлять электричеством и светом, что станет прорывом для сенсорики, энергетики и вычислительных технологий.
Ранее в России создали альтернативу дорогостоящим сплавам для транспорта.
