Araştırmacılar, materyalde şaşırtıcı bir fenomeni ortaya çıkardılar3: Düşük sıcaklıklarda yüksek basınca maruz kaldığında, iyi düzenlenmiş elektrik yükleri bozulur ve düzensiz bir “şarj cam” durumuna yol açar.
Çalışma dergide yayınlandı Doğa İletişimi.
Bu keşif, malzemelerin aşırı koşullara nasıl tepki verdiklerine dair yeni bilgiler sunar ve potansiyel olarak benzersiz ve kullanışlı özelliklere sahip yeni gelişmiş malzemelerin yolunu açar.
Binio3Perovskit oksit ailesinin bir üyesi, ayırt edici yük dağılımı ve yapısal düzenlemesi ile bilinir. Normal koşullar altında, belirli bir sütunlu bizmut iyonları sırasını korur (BI3+ ve bi5+).
Basınç 3 gigapascal’e yükseltildiğinde, bu sıralı yapı “erimeye” başlar ve bismut ve nikel iyonları arasında yük aktarımına neden olur. Basınç arttıkça, 4 ila 5 gigapaskal ve 200 Kelvin’in altındaki sıcaklıklar arasında, bu sıralı desen çökerek bir “şarj cam” durumuna neden olur.
Bu durum, bazı malzemelerin basınç altında kristal yapılarını nasıl kaybettiğine benzer şekilde elektrik yüklerinin rastgele bir dağılımı ile karakterizedir. Özellikle, basınç altında ısıtıldığında, binio3 Negatif termal genleşme olarak bilinen bir fenomen olan hacimde bir azalma eşliğinde metalik bir duruma geçişler.
Bu tür olağandışı davranış ve faz geçişleri, basınç, sıcaklık ve elektriksel özellikler arasında benzersiz bir etkileşim sergilemektedir.
Araştırmanın önde gelen yazarlarından Dr. Wei-Tin Chen, “Bu dönüşüm-yük transferi, yük orantısızlığı ve yük amorfizasyonu dahil olmak üzere, negatif termal genişleme, manyetokalorik etki, vb. Gibi olağandışı özelliklere sahip malzemeler tasarlamak için yeni olasılıklar sunuyor” dedi.
“Basınç ve sıcaklık varyasyonları yoluyla elektrik yükü düzenlemesini manipüle etme yeteneği, elektronik cihazlarda, sensörlerde ve malzeme özelliklerinin kesin kontrolüne dayanan diğer teknolojilerde yeniliklere yol açabilir.”
