Generale

Naučnici rješavaju 80-godišnju misteriju o feroelektričnim materijalima


Novo istraživanje istraživača sa univerziteta u Linköpingu i Eindhovenu prvi put je uspješno pokazalo da hipotetičke 'čestice' koje je predložio Franz Preisach 1935. godine zaista postoje. Naučni istraživački rad pokazuje zašto feroelektrični materijali djeluju onako kako djeluju.

Feroelektričnost je usko povezana sa feromagnetizmom. Uobičajeni feromagnetski materijali uključuju željezo, kobalt i nikal. U tim materijalima elektroni djeluju kao mali magneti zvani dipoli sa sjevernim i južnim polom.

Feroelektrični materijali imaju primjenu na tvrdim diskovima

U feroelektriku dipoli nisu magnetski već električni i imaju pozitivan i negativan pol. Ovi polovi su slučajni ako se ne primijeni dovoljno jako polje, a zatim se dipoli poravnaju s tim poljem.

To polje je poznato kao prisilno ili kritično polje. Feroični materijali zadržavaju svoje poravnanje čak i kad je polje uklonjeno; materijal je trajno polariziran.

Da biste promijenili ovo poravnanje, polje barem toliko jako kao original mora se primijeniti u suprotnom smjeru. Taj je fenomen poznat kao histereza ili ideja da se materijal ponaša u skladu s onim što mu se prije dogodilo.

Model Franza Preisacha misteriozan je uprkos tome što ima 80 godina

Ovo svojstvo čini ove materijale savršenim za memoriju koja se može prepisivati, poput one koja se koristi na tvrdim diskovima. Uprkos modelu feroelektričnosti i feromagnetizma koji je njemački istraživač Franz Preisach razvio već 1935.

Naučnici nisu u potpunosti razumjeli čisto matematički model koji je postavio Preisach. Model opisuje feroične materijale kao skup malih neovisnih modula koji se nazivaju histeroni.

Ali znanstvenici su propitali što su to, i veliko pitanje zašto feroelektrični materijali djeluju kao oni? Neverovatno rešenje pronašla je istraživačka grupa profesora Martijna Kemerinka (Složeni materijali i uređaji na LiU), u saradnji sa istraživačima sa Univerziteta u Eindhovenu.

Istraživači su zajedno proučavali dva organska feroelektrična modela i pronašli objašnjenje. Čini se da odgovor leži u načinu na koji se molekuli feroelektričnih materijala međusobno povezuju, leže jedan na drugom da tvore hrpe širine oko nanometra i dužine nekoliko nanometara.

"Mogli bismo dokazati da su ovi stogovi zapravo traženi histeroni. Trik je u tome što imaju različite veličine i snažno komuniciraju jedni s drugima jer su tako tijesno upakirani. Osim svoje jedinstvene veličine, svaki stog se stoga osjeća različito okruženje ostalih gomila, što objašnjava distribuciju Preisach-a ", kaže Martijn Kemerink.

Uvid koji pruža ovo najnovije istraživanje može proširiti razumijevanje i upotrebu feroelektričnih materijala kako za konvencionalne tako i za višebitne aplikacije za pohranu podataka. Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Communications.

Putem: Priroda


Pogledajte video: Author u0026 Neuroendocrinologist Robert Sapolsky. JCCSF (Novembar 2021).