• 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

Isolaatormaterjalide liigitamise uus meetod

29.09.2012 by Uku Püttsepp Leave a Comment

Isoleerivate materjalide täpne füüsikaline kirjeldamine on materjaliteaduse üks tulipunkte. Erinevatel mehhanismidel põhinev teoreetiline isolaatorite klasssifikatsiooniskeem on kasutusel olnud alates 1960ndatest. Skeemi puudulikud eksperimentaalmeetodid ei ole aga seni võimaldanud kõikide isolaatorite adekvaatset liigitamist. Kieli Ülikooli ja Boulderi Colorado Ülikooli teadlased arendasid välja uue meetodi, mis peaks isolaatorite eristamiseks andma seni põhjalikuimad võimalused. Teadustöö avaldati ajakirjas Nature Communications.

Foto optikalaborist.Ükski sülearvuti, mobiiltelefon ega digitaalkaamera ei suuda töötada ilma, et selles oleks isolaatormaterjale sisaldavaid komponente. Jaht kõrgtehnoloogiliste isolaatormaterjalide täpsele füüsikalisele seletusele on sama januline kui püüdlus võimsamate arvutite poole. Seetõttu on isolaatorite uurimine tahkiseteaduse eesrinnas.

Isolaatoreid püütakse klassikaliselt kirjeldatakse universaalsete võrrandite ning arvutisimulatsioonide abil. Teoreetilised tulemused materjalide kohta peavad leidma kinnitust eksperimendist. Eksperiment ongi sageli teooriale vastuse võlgu jäänud. „Palju aastaid olid eksperdid osade isolaatorite liigitamise osas lahkarvamusel,“ kommenteeris Kieli Ülikooli teadlane ning projekti juht Kai Rossnagel, kelle teadlaste töö võimaldab nüüd isolaatormaterjalide füüsikaliste omaduste objektiivset kirjeldamist.

Osad elektrijuhid muutuvad väga madalate temperatuurideni jahutatutena isolaatoriteks. Selle käigus muutub ka nende elektronkatte olek, nagu ka materjali taassoojenemisel. Uus meetod kasutabki isolaatorklasside eristamiseks ära üleminekute kestvuse varieeruvust eri materjalides.

Meetodis kasutatavad ajavahemikud on tajumatult väikesed. Materjali määramisel kasutatakse laserkiirkaamerat, mis toodab filmi üksikutest femtosekundilise säriajaga piltidest. Tehes nii ühe pildi ühe sekundi iga femtosekundi kohta saaks kokkuvõttes 1015 pilti. Tavaline filmikaamera teeb vaid suurusjärgus 101 pilti sekundis. „Meie otsitavad materjalide elektriliste omaduste muutused kestavad ühtedes materjalides 50 femtosekundit, teistes aga 100 kuni 200 femtosekundit,“ seletas Rossnagel.

Üks enimvaieldud liigitusega isolaatoreid on titaandiseleniid TiSe2. Nüüd suudeti see täpselt klassifitseerida. Lisaks avastasid teadlased töö käigus täiesti uue isolaatormaterjalide klassi, mida nimetatakse eksitoonilisteks isolaatoriteks (excitonic insulators).  „Usume, et meie teadustöö tulemused lõpetavad dekaade kestnud diskussiooni titaaniumdiseleniidi määratluse üle, aga ainult pärast mitme aasta pikkust kasutamist ja falsifikatsioonikatseid saame öelda, kas meie meetod ikkagi on nii hea kui praegu arvame,“ kommenteeris Rossnagel.

Klassifikatsioonimeetodis kasutatakse kaameratehnikat, mille leiutas sama töörühm 2011. aasta maikuus. Tol korral avaldati artikkel mainekas ajakirjas Nature. Jäädvustusmeetodit nimetatakse pikemalt „pidevresolutsiooniga tugeva UV kiirgusega femtosekund-fotoelektronspektroskoopia“. Isolaatorite määramisel kasutati kaamerat esmakordselt süstemaatiliselt teadustöö läbi viimiseks.

Allikas: Phys.org

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Soojusvarjestuse uus peatükk: vanaadiumdioksiid
  2. Defektidega ülijuht, mis ületab eelkäijad
  3. Avastati uus suure eripindalaga materjal
  4. Mikrojänes, sünaps-elektroodi eelkäija
  5. Uus paber grafeenist ja valgukiududest
  6. Veelgi huvitavam grafeen
  7. Ühemõõtmeliste nanostruktuuride kolmemõõtmeline vaade
  8. Defektid võivad grafeensensoreid paremaks muuta
  9. Avastati eksootiline kvantkristall
  10. Uus 3D fotooniline kristall on elektriliselt ja optiliselt aktiivne

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 © 2023 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in