• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Neutronanalüüs paljastas ainulaadse käitumise ,,koobaltsinise” aatomskaalas

13.09.2011 by Anu Mets Leave a Comment

,,Koobaltsinine” on oma läikivsinise värvuse tõttu kunstnike poolt hinnatud ühend, mille neutrone lahkavad uurimustööd paljastavad ainulaadseid magneetilisi omadusi, mis võivad vastata küsimustele ka teiste ainete salapäraste omaduste kohta.

Katsed Sünkrotronlahutusneutroniallikas (Spallation Neutron Source – SNS) ning Kõrgvoo Isotoobi Reaktoris (High Flux Isotope Reactor – HFIR) viitavad antiferromagneetilise aine koobaltalumiinimumoksiidi – CoAl2O4, ehk koobalti aluminaadi – uudsele käitumisele. Uurija Gregory MacDougall kirjeldas Physorg.com vahendusel seda ainet ,,kõrgelt frustreeritud magneetilise süsteemina”.

Kui koobaltsinise värvus köidab kunstnikke, veetlevad selle värvuse eest vastutava ühendi, koobalt aluminaadi atiferromagneetilised omadused neutroniteadlasi Oak Ridge’i Riiklikust Laboratooriumist. Uurimused aine aatomstruktuuri magneetilistest omadustest võivad anda juhtlõngu energiasäästlike tehnoloogiate väljatöötamiseks. Pilt: B. Jefferson Bolender

,,Frustreeritud” väljendab selles kontekstis seisundit, kus magneetiliste spinnide võistlevad vastasmõjud  aatomstruktuuris hoiavad ära laia ulatusega korrastatud seisundi loomise.

,,Frustratsiooni seostatakse tihti ainete eksootilise käitumisega, sealhulgas piesoelektrilisusega (ingl. k. piezoelectricity), multiferroidsusega (multiferrocity) ning ülijuhtivusega kõrgtemperatuuril, mis võivad osutuda oluliseks energiasäästlikes tulevikutehnoloogiates,” sõnas MacDougall.

Antiferromagnetism on magnetilise korrastuse tüüp, mis esineb ainetes tavaliselt allpool teatud temperatuuri. Naaberaatomite mikroskoopilised magnetmomendid – spinnid – joonduvad vastassuundades paiknevate põhja- ja lõunapoolustega. Kaugeleulatuv antiferromagneetiline kord on tehnoloogiliselt oluline magneetiliseks informatsiooni talletamiseks.

Oak Ridge’i Riiklikus Laboratiooriumis (ORNL) läbi viidud katsed üksikkristallidega näitasid drastilisi muutusi koobalt aluminaadi magneetilistes omadustes temperatuuril -266.5 °C. Katsed näitasid, et võistlevad vastasmõjud võivad olla selle huvitavate, kuid vähemõistetud magneetiliste omaduste põhjuseks.

,,Koobaltsinine käitub viisidel, mida pole varem frustreeritud magneti puhul täheldatud, kuid on nähtud teistes ainetes,” väitis MacDougall ja jätkas: ,,Tavapäraselt viib frustratsioon erinevate energiaskaalade võredes koos võistlevate vastasmõjudega korrastava temperatuuri alla. Me leidsime aga, et korrastamise täieliku kõrvaldamise asemel lõhutakse laiaulatuslik korrastus mitmeks väikseks domeeniks, mille seinte liikumine on seiskunud.”

Neid aatomskaalas domeene eraldavad teravad seinad, mis eristuvad aatomite magneetilise spinni suuna tõttu. Seesuguste seinade paigale talletamise tulemuseks on klaasisarnane käitumine, mis viitab tavaliselt väga korratule struktuurile.

Koobalti aluminaadi puhul näitab klaasisarnane käitumine aga väga puhast, korrastatud kristalli. ,,Me arvame, et see võib seletada ootamatut klaasisarnast käitumist ka teistes frustreeritud süsteemides,” sõnas MacDougall.

Uurimustöö, mis esitati teadusajakirjale Proceedings of the National Academy of Sciences, on osa suuremast magneetilist frustratsiooni uurivast programmist. Uuritakse, mis juhtub magneetilistes süsteemides, kui süsteemi geomeetria või võistlevad vastasmõjud frustreeruvad või suruvad alla tavaliselt korda seadvad vastasmõjud, võimaldades uudsete käitumiste esiletulekut.

MacDougall kasutas koos kolleegidega kolmtelg-spektomeetreid ja neutronspektomeetrit (SNS CNCS), uurimaks koobaltsinise võre korrastusmustrit, mis paljastas madalatel temperatuuridel formeeruvad väiksemad domeenid. SNS CNCS võimaldas uurijatel tundma õppida magneetiliselt korrastatud seisundites kaug-pikkusskaala häirituste (long-lengthscale perturbations) ehk teisisõnu spinnilainete liikumist läbi süsteemi. Nende spinnilainete kiirus eri suundades on tundlik indikaator aatomitevaheliste vastastikmõjude tugevusest koobaltsinise süsteemis.

Allikas

Teadusartikkel: ,,Kinetically inhibited order in a diamond-lattice antiferromagnet“

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Kas libisev liiv aitas egiptlastel püramiide ehitada?
  2. Guinessi rekord: vaid kahe aatomkihi paksune klaas
  3. Uus tehnoloogia: taaskasutatav metallivaluvorm magnetväljade abil
  4. Mikroskoopilised juhtmed ämbliku võrguniidist
  5. Elektroonikaseadmete kihtstruktuuride uurimise uus meetod
  6. Molekulaarne vaibakudumine: kahemõõtmelised boorhappe „võrgustikud”
  7. Nanokortsud ja nanovoldid peidavad varjatud kanaleid
  8. Uus maailma kergeim materjal
  9. Molekulid käituvad nanoskaalas teisiti
  10. Mendeljevi tabeli puuduv 117. element lõpuks leitud

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: Materjalimaailm

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in