تتضمن المواد الصلبة البلورية التي تظهر انتقال الطور النموذجي تغييرًا في البنية البلورية. عادة ما تحدث مثل هذه التحولات الطورية الهيكلية عند درجات حرارة محدودة. ومع ذلك، فإن التحكم في التركيب الكيميائي للبلورة يمكن أن يخفض درجة حرارة التحول إلى الصفر المطلق (−273 درجة مئوية). تسمى نقطة الانتقال عند الصفر المطلق بالنقطة الحرجة الكمومية الهيكلية.
العلماء من جامعة أوساكا متروبوليتان لقد كشفت عن مرحلة انتقالية لم يتم التعرف عليها سابقًا، حيث تكتسب البلورات خصائص غير متبلورة مع الحفاظ على خصائصها البلورية. تساعد أبحاثهم في إنشاء مواد هجينة تستخدم في البيئات القاسية مثل الفضاء.
يتم تغيير الطور الهيكلي في المركب العازل Ba1-xSrxAl2O4 بواسطة الوضع الصوتي الناعم، الذي يشبه نمط الاهتزاز الذري موجات الصوت. تشكل ذرات Ba/Sr وشبكة AlO4 رباعية السطوح الجزيء.
اكتشف العلماء أن ترتيبًا ذريًا شديد الاضطراب يتشكل في شبكة AlO4 في التركيبات الكيميائية بالقرب من النقطة الكمومية الهيكلية الحرجة، مما يؤدي إلى خصائص المواد البلورية وغير المتبلورة.
Ba1-xSrxAl2O4 مادة صلبة بلورية. ومع ذلك، اكتشف العلماء أن Ba1-xSrxAl2O4 يُظهر الخاصية الحرارية للمواد غير المتبلورة، أي الموصلية الحرارية المنخفضة المكافئة لتلك الخاصة بالمواد الزجاجية، عند تركيزات Sr أكبر من النقطة الكمومية الحرجة الهيكلية (على سبيل المثال، زجاج السيليكا). لقد لاحظوا أن الوضع الصوتي الناعم المتوقف بشكل غير متماسك يتسبب في فقدان جزء من البنية الذرية للدورية. ونتيجة لذلك، يتم تحقيق ترتيب Ba الدوري مع شبكة Al-O الزجاجية.
العلماء هم أول من اكتشف هذه الحالة الهجينة. ويمكن تصنيعه ببساطة عن طريق خلط المواد الخام بشكل موحد وتسخينها.
أستاذ مشارك يوي إيشي من كلية الدراسات العليا للهندسة في جامعة أوساكا ميتروبوليتان محمد, "من حيث المبدأ، فإن الظاهرة التي تم الكشف عنها في هذا البحث يمكن أن تحدث في المواد التي تظهر أوضاعًا صوتية ناعمة. إن تطبيق هذه التقنية على مواد مختلفة ربما يساعدنا في إنشاء مواد هجينة تجمع بين الخصائص الفيزيائية للبلورات، مثل الخصائص البصرية و التوصيل الكهربائي، مع الموصلية الحرارية المنخفضة للمواد غير المتبلورة. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن الاستفادة من المقاومة العالية للحرارة التي تتمتع بها البلورات لتطوير مواد عازلة يمكن استخدامها في البيئات القاسية، مثل الفضاء الخارجي.
المرجع مجلة:
- Y. إيشي وآخرون. انهيار جزئي لتناظر الترجمة عند نقطة حرجة كمومية هيكلية مرتبطة بوضع ناعم متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف. المراجعة البدنية ب. دوى: 10.1103 / PhysRevB.106.134111
