Российские физики рассчитали модели для создания материалов будущего
Материалы будущего с необычными электрическими и магнитными свойствами можно получить по моделям, которые рассчитала команда физиков из Московского физико-технического института (МФТИ), Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова и Южного научного центра РАН.
В основе разработки — изучение пирохлорных подрешеток. Это атомная кристаллическая конструкция. Она содержится в структуре многих материалов и по виду напоминает четырехугольные равносторонние «пирамидки», соединенные вершинами. Если в вершины поместить атомы магнитных металлов, то внутри «решетки» возникает геометрическая фрустрация — неспособность материала упорядочить собственный магнитный момент.
«Из-за такой структуры решающий характер материала не определен. В результате получается вещество, в котором конкурируют различные взаимодействия — магнитные, электрические и деформационные», — рассказал «Известиям» соавтор научной работы, ведущий научный сотрудник лаборатории терагерцовой спектроскопии МФТИ Михаил Таланов.
Однако, по словам ученого, если на такие структуры воздействовать, подавляя фрустрацию и способствуя возникновению магнитного порядка, можно получить широкую палитру веществ с полезными свойствами.
Таланов пояснил, что целью исследования было выявить, какие типы структур могут быть получены при различных воздействиях на материалы с пирохлорными подрешетками для подавления в них фрустрации.
Оказалось, основные конструкции могут быть описаны всего 25 типами. Данный результат позволяет отказаться от широкого перебора вариантов при проектировании материалов с магнитными свойствами и использовать найденные типы структур.
В качестве примера специалист привел вещества с магнитными и электрическими свойствами, рассчитанными по предложенным моделям. Эти материалы могут стать основой для разработки высокоточных магнитных и электрических сенсоров или для карт памяти нового поколения.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий» в пятницу, 6 октября, в 10:00
Магнитное извлечение: ученые спроектировали материалы будущего
