مسافر007
27th June 2012, 12:45 PM
دانشمندان موفق به شناسایی خواص همزمان الکتریکی و مغناطیسی یک ماده فیزیکی شدند.
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، در حالت معمول مواد می‌توانند یا از لحاظ مغناطیسی و یا از لحاظ الکتریکی دوقطبی شوند.
تحقیقات دانشمندان موسسه نیلز بور دانشگاه کپنهاگ مادهای را مورد بررسی قرار داده که همزمان می‌تواند از لحاظ مغناطیسی و الکتریکی دوقطبی شود. این کشف رویکردهای جدیدی را برای مثال در ساخت حسگرهای آتی پیش روی محققان قرار می‌دهد.
موادی که این گونه دوقطبی شده و دارای خواص افزوده دیگر نیز هستند multiferroics نام داشته و در دهه 1960 توسط محققان روسی شناسایی شدند. اما در آن زمان فناوری لازم برای مطالعه این مواد در دست نبود. هم‌اکنون محققان دوباره بر روی تحلیل چنین موادی تمرکز کرده‌اند زیرا امکانات علمی برای تحلیل آن‌ها تا سطح اتمی فراهم شده است.
دانشمندان دانمارکی در مطالعات خود ترکیب آهن TbFeO3 را با استفاده از تشعشع بسیار قوی نوترون در یک میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها دمای محیط را تا نزدیک به صفر مطلق یعنی 271- درجه سانتیگراد پایین آوردند و دریافتند که اتم‌های این ماده در یک ساختار شبکه متجانس شامل ردیف‌های تربیوم فلزی سنگین که توسط اتم‌های آهن و اکسیژن جدا شده، آرایش شده‌اند.
چنین شبکه‌هایی شناخته شده هستند اما حوزه‌های مغناطیسی آن‌ها کاملاً جدید است. در حالت نرمال، حوزه‌های مغناطیسی اندکی درهم برهم بوده اما در این جا مشاهده شد که آن‌ها به طور مستقیم و با فاصله‌های همسان چیده شده بودند. این امر پروفسور کیم لفمان و همکارانش را شگفت‌زده کرد.
این محققان متوجه یک نظم چرخش غیرعادی برای میدان مغناطیسی شدند که در آن تغییر در جهت چرخش به طور ناگهانی در راستای خطی از اتم‌ها روی داده و تشکیل دیواره دامنه سالیتون رخ می‌دهد. اندازه حوزه‌های چرخش رو به بالا (یا رو به پایین) تقریباً 20 نانومتر است در حالی که دیوارهای دامنه چند دهم نانومتر بودند که این ترکیبی غیرعادی محسوب شده و رخداد این امر دانشمندان را به انجام بررسی‌های بیشتر واداشت.
آن‌ها آزمایشات خود را در مرکز تحقیقاتی نوترون Helmholtz-Zentrum در برلین با همکاری تیمی از دانشمندان آلمانی و هلندی صورت دادند و موفق به تصویربرداری دقیق‌تر از ارتباط بین ساختار این ماده و خواص فیزیکی آن شدند.
به گفته هلویزا بوردالو یکی از اعضا این تیم تحقیقاتی، آن‌چه از مدل‌ها بر می‌آید این است که دیوارهای تربیوم توسط امواج چرخش (مغناطیس) تعامل داشته که این مغناطیس از طریق شبکه آهنی مغناطیسی منتقل می‌شود. نتیجه این امر نیرویی یوکاوا (Yukawa) مانند بوده که برای فیزیک ذرات و هسته‌یی شناخته شده است. در واقع ماده مزبور همان نیروهای تعاملی که ذرات را در هسته اتمی به دور هم نگه می‌دارد، را از خود نشان داد.
این یافته‌ها گذرگاه جدیدی برای کشف و گسترش نوین شده و محققان در حال بررسی کاربردهای جدید این مواد با خواص فیزیکی خارق‌العاده هستند.
نتایج این تحقیق در مجله علمی Nature Materials انتشار یافت.
ایسنا
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، در حالت معمول مواد می‌توانند یا از لحاظ مغناطیسی و یا از لحاظ الکتریکی دوقطبی شوند.
تحقیقات دانشمندان موسسه نیلز بور دانشگاه کپنهاگ مادهای را مورد بررسی قرار داده که همزمان می‌تواند از لحاظ مغناطیسی و الکتریکی دوقطبی شود. این کشف رویکردهای جدیدی را برای مثال در ساخت حسگرهای آتی پیش روی محققان قرار می‌دهد.
موادی که این گونه دوقطبی شده و دارای خواص افزوده دیگر نیز هستند multiferroics نام داشته و در دهه 1960 توسط محققان روسی شناسایی شدند. اما در آن زمان فناوری لازم برای مطالعه این مواد در دست نبود. هم‌اکنون محققان دوباره بر روی تحلیل چنین موادی تمرکز کرده‌اند زیرا امکانات علمی برای تحلیل آن‌ها تا سطح اتمی فراهم شده است.
دانشمندان دانمارکی در مطالعات خود ترکیب آهن TbFeO3 را با استفاده از تشعشع بسیار قوی نوترون در یک میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها دمای محیط را تا نزدیک به صفر مطلق یعنی 271- درجه سانتیگراد پایین آوردند و دریافتند که اتم‌های این ماده در یک ساختار شبکه متجانس شامل ردیف‌های تربیوم فلزی سنگین که توسط اتم‌های آهن و اکسیژن جدا شده، آرایش شده‌اند.
چنین شبکه‌هایی شناخته شده هستند اما حوزه‌های مغناطیسی آن‌ها کاملاً جدید است. در حالت نرمال، حوزه‌های مغناطیسی اندکی درهم برهم بوده اما در این جا مشاهده شد که آن‌ها به طور مستقیم و با فاصله‌های همسان چیده شده بودند. این امر پروفسور کیم لفمان و همکارانش را شگفت‌زده کرد.
این محققان متوجه یک نظم چرخش غیرعادی برای میدان مغناطیسی شدند که در آن تغییر در جهت چرخش به طور ناگهانی در راستای خطی از اتم‌ها روی داده و تشکیل دیواره دامنه سالیتون رخ می‌دهد. اندازه حوزه‌های چرخش رو به بالا (یا رو به پایین) تقریباً 20 نانومتر است در حالی که دیوارهای دامنه چند دهم نانومتر بودند که این ترکیبی غیرعادی محسوب شده و رخداد این امر دانشمندان را به انجام بررسی‌های بیشتر واداشت.
آن‌ها آزمایشات خود را در مرکز تحقیقاتی نوترون Helmholtz-Zentrum در برلین با همکاری تیمی از دانشمندان آلمانی و هلندی صورت دادند و موفق به تصویربرداری دقیق‌تر از ارتباط بین ساختار این ماده و خواص فیزیکی آن شدند.
به گفته هلویزا بوردالو یکی از اعضا این تیم تحقیقاتی، آن‌چه از مدل‌ها بر می‌آید این است که دیوارهای تربیوم توسط امواج چرخش (مغناطیس) تعامل داشته که این مغناطیس از طریق شبکه آهنی مغناطیسی منتقل می‌شود. نتیجه این امر نیرویی یوکاوا (Yukawa) مانند بوده که برای فیزیک ذرات و هسته‌یی شناخته شده است. در واقع ماده مزبور همان نیروهای تعاملی که ذرات را در هسته اتمی به دور هم نگه می‌دارد، را از خود نشان داد.
این یافته‌ها گذرگاه جدیدی برای کشف و گسترش نوین شده و محققان در حال بررسی کاربردهای جدید این مواد با خواص فیزیکی خارق‌العاده هستند.
نتایج این تحقیق در مجله علمی Nature Materials انتشار یافت.
ایسنا