{"id":27511,"date":"2012-05-21T18:08:40","date_gmt":"2012-05-21T15:08:40","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=27511"},"modified":"2012-05-22T11:27:23","modified_gmt":"2012-05-22T08:27:23","slug":"rontgenlaser-avastas-kompleksete-oksiidmaterjalide-uusi-omadusi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=27511","title":{"rendered":"R\u00f6ntgenlaser avastas kompleksete oksiidmaterjalide uusi omadusi"},"content":{"rendered":"

Rahvusvaheline teadlaste r\u00fchm t\u00e4heldas Stanfordi \u00dclikooli SLAC (<\/strong>Stanford Linear Accelerator Center) keskuse LCLS (Linac Coherent Light Source) valgusallika abil senin\u00e4gematuid elektronide k\u00e4itumisi kompleksetes materjalides.<\/strong><\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Joonisel on n\u00e4ha teatud nikkeloksiidi laengute ja spinnide v\u00f6\u00f6tstruktuuri,millel on omadus piisavalt madalatel temperatuuride iseorganiseeruda. Muster vastab uuele kvantolekule ja loob mudeli s\u00fcsteemile, mille abil saavad teadlased uut informatsiooni elektronide omavahelise korelatsiooni ja selle m\u00f5ju kohta materjali omadustele.Dopeeridud augud (laengukandjad, joonisel tumepunased) paiknevad p\u00f5hiliselt nikli +3 laenguga aatomitel, mis on joonisel markeeritud heledama punasega. Seda organiseeritust kutsutakse laenguj\u00e4rjestuseks (charge order). Laenguga +2 nikli aatomite (hallid) elektronide spinnid (nooled) on orienteeritud vastassuunas, ehk antiferromagneetiliselt. Spinnj\u00e4rjestuse periood on kaks korda suurem laenguj\u00e4rjestuse perioodist.<\/p><\/div>\n

Tulemus on oluline samm edasi nn. tugevalt korrelleeritud materjalide uurimises, mille ebatavalised omadused ja tulevikuh\u00f5ngulised rakendused p\u00f5hinevad elektronide kollektiivsel k\u00e4itumisel. Materjalide t\u00f6\u00f6printsiipide m\u00f5istmisel loodavad teadlased l\u00f5ppeks modelleerida uusi innovaatilisi materjale, n\u00e4iteks toatemperatuurseid \u00fclijuhte, mis arendaksid p\u00f6\u00f6rdeliselt elektroonikaseadmete t\u00f6\u00f6j\u00f5udlust ning efektiivsust.<\/p>\n

SLAC teadusdirektori Zhi-Xun Shen ja LBNL (Lawrence Berkeley National Laboratory) teadlase Zahid Hussaini juhtimisel viidi eksperimendid l\u00e4bi materjaliga, mida kutsutakse v\u00f6\u00f6ditud nikelaadiks (striped nickelate). Materjal on nime saanud elektronide laengu ja spinni v\u00f6\u00f6diti vahelduvate piirkondade j\u00e4rgi. V\u00f6\u00f6tstruktuur annab aluse uuele kvantolekule ja loob mudeli s\u00fcsteemile, mida teadlased saavad kasutada elektronide omavaheliste korrelatsioonide uurimisel, aga ka nende m\u00f5jude selgitamisel materjali omadustele. Artikkel avaldati hiljuti ajakirjas Nature Communications.<\/p>\n

Nikelaadi uurimiseks valgustati selle pinda infrapunalaseri kiirgusega, misj\u00e4rel kaardistati kiirguse m\u00f5ju LCLS allika intensiivsete r\u00f6ntgenkiirguslaseri femtosekundimpulssidega.<\/p>\n

T\u00e4heldati, et esialgne infrapunalaseri impulss viis nikelaadi algsest v\u00f6\u00f6torganiseeritud olekust v\u00e4lja. Kahe j\u00e4rjestikuse impulsi vahelise intervalli peenh\u00e4\u00e4lestusel suudeti j\u00e4\u00e4dvustada v\u00f6\u00f6tstruktuuri taastekkimisest graafilisi kujutisi. Teadlased \u00fcllatusid, avastades, et elektronide laengumiinimumide- ja maksimumide asukoha h\u00e4lbed p\u00fcsisid kaua isegi p\u00e4rast v\u00f6\u00f6tide esialgsesse asukohta naasmist. Ekstreemumasukohti oli katses v\u00f5imalik m\u00f5jutada teadlaste endi terminoloogias \u201efaasiga\u201c (loe l\u00e4hemalt allikast).<\/p>\n

\u201eMaterjali omaduste uurimisel on faasifluktuatsioonid v\u00e4ga olulised,\u201c \u00fctles SLAC f\u00fc\u00fcsik ja artikli \u00fcks p\u00f5hiautoritest Wei-Sheng Lee. \u201eSeni on aga fluktuatsioonide eristamise resolutsioon olnud halb. Meie saavutus, ehk vastava elektronk\u00e4itumise j\u00e4lgimine, t\u00e4histab materjaliteaduses uut nurgakivi.\u201c<\/p>\n

Sel kuul avaldatud artikkel on viimase kuue kuu arvestuses neljas, mis LCLS projekti optilise ning r\u00f6ntgenlaseri impulsipaari kasutades hapniku ning siirdemetallide, n\u00e4iteks niklit, vaske, titaani v\u00f5i mangaani kombineerivate materjalide uurimist kajastab. Siirdemetallide oksiididel v\u00f5ivad olla v\u00e4ga huvitavad omadused. Muuhulgas loodetakse, et materjaliklasssis leidub ka kauaotsitud toatemperatuurne \u00fclijuht.<\/p>\n

Kuni aastani 1986 t\u00f6\u00f6tasid k\u00f5ik teadaolevad \u00fclijuhid \u00fclimadalatel temperatuuridel, mis piiras nende rakendusv\u00f5imalusi. Ent samal aastal avastasid kaks \u0160veitsi teadlast, saades t\u00f6\u00f6 eest aasta hiljem Nobeli f\u00fc\u00fcsika preemia, et vasep\u00f5hine oksiid kaotas elektritakistuse juba temperatuuril 32 K. Temperatuur on k\u00fcll absoluutsele nullile (0 K) l\u00e4hedal, ent 12 kraadi k\u00f5rgem mistahes eelnenud materjalist.<\/p>\n

\u00dclemaailmses uurimislaines leidsid teadlased j\u00e4rgnevatel aastatel tosinate kaupa siirdemetal-oksiidide k\u00f5rgtemperatuurseid \u00fclijuhtmaterjale. Paremad leiud muutusid \u00fclijuhtivaks normaalr\u00f5hu juures temperatuuril 135 K.<\/p>\n

Ent toatemperatuurse \u00fclijuhi arendamise unelm, mis v\u00f5imaldaks uue p\u00f5lvkonna h\u00f5ljukrongide, \u00fclikiirete arvutite ja \u00fcliefetiivse elektrijaotsuv\u00f5rgu ehitamist, on veel realiseerumata, sest keegi ei oska taoliste materjalide omadusi ega struktuuri ennustada.<\/p>\n

\u201eKui teadlased esmakordselt 26 aastat tagasi neid materjale uurisid, ei olnud neil aimdustki, et taolised probleemid ilmneda v\u00f5iks,\u201c \u00fctles Shen. \u201eLCLS v\u00f5imaldab uue t\u00f6\u00f6rista nende probleemide lahendamiseks ning k\u00f5rgtemperatuurse \u00fclijuhtivusfenomeni p\u00f5hjalikumaks seletamiseks.\u201c<\/p>\n

Allikas: PhysOrg<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Rahvusvaheline teadlaste r\u00fchm t\u00e4heldas Stanfordi \u00dclikooli SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) keskuse LCLS (Linac Coherent Light Source) valgusallika abil senin\u00e4gematuid elektronide k\u00e4itumisi kompleksetes materjalides. Tulemus on oluline samm edasi nn. tugevalt korrelleeritud materjalide uurimises, mille ebatavalised omadused ja tulevikuh\u00f5ngulised rakendused p\u00f5hinevad elektronide kollektiivsel k\u00e4itumisel. Materjalide t\u00f6\u00f6printsiipide m\u00f5istmisel loodavad teadlased l\u00f5ppeks modelleerida uusi innovaatilisi materjale, n\u00e4iteks […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":27512,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[110],"class_list":{"0":"post-27511","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-materjal","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27511","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=27511"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27511\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/27512"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=27511"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=27511"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=27511"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}