Một nhóm nghiên cứu bao gồm Giáo sư Tamura Takaharu, kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá Kỹ thuật Sáng tạo Vật liệu, kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá Kỹ thuật Tiên tiến, Đại học kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học Tokyo, Ishikawa Asuka, Trợ lý Giáo sư Suzuki Shintaro Viện kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học, phát hiện ra rằng các hợp kim AU-GA-GD và AU-GA-TB là các quasicstallal icosahedral, và tiết lộ thêm rằng các hợp kim này có thứ tự từ lâu Nó cũng gợi ý rằng bằng cách điều chỉnh tỷ lệ các electron thành các nguyên tử (tỷ lệ E/A) trong các vật liệu lý tưởng, các vật liệu lý tưởng với các đơn đặt hàng từ gần nhau khác nhau có thể được tổng hợp Những kết quả nghiên cứu này rất hữu ích trong việc tìm hiểu các tính chất vật lý duy nhất cho tính định kỳ gần như và trong việc phát triển các vật liệu từ tính khác với các tài liệu thông thường

Quasicrystalline được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1984 bởi Tiến sĩ Daniel Shechtman của Viện Công nghệ Israel, và đã được trao giải thưởng Nobel về hóa học năm 2011 cho khám phá của ông Trong một quasicrystal, các nguyên tử, phân tử và ion tập hợp lại với nhau để tạo thành một cấu trúc được sắp xếp thường xuyên, nhưng sự sắp xếp được đặc trưng bởi sự thiếu định kỳ Do đó, chúng có các cấu trúc tinh thể khác nhau so với tinh thể và vô định hình (vô định hình), và những cấu trúc nào

Nhóm nghiên cứu này đã tìm thấy từ các kết quả nghiên cứu trong quá khứ khổng lồ rằng nếu tỷ lệ E/A của Quasicrystal Icosahedral gần với 1,70, có khả năng cao sẽ thu được vật liệu sắt từ Tìm kiếm vật liệu được thực hiện trong các điều kiện này và hợp kim AU-GA-GD (AU₆₅GA₂₀GD₁₅) và hợp kim AU-GA-TB (AU₆₅GA₂₀TB₁₅) Sau các nghiên cứu khác nhau, chúng tôi đã phát hiện ra rằng các hợp kim này là vật liệu có thứ tự từ dài (từ tính) trong khi cũng hình thành các quasicstallal icosahedral Nghiên cứu để hiện thực hóa trật tự từ tính gần như trong các tinh thể gần như đã được thực hiện rộng rãi trên toàn thế giới, nhưng đã không đạt được kể từ khi phát hiện ra các tinh thể gần như vào năm 1984 Nghiên cứu sâu hơn dự kiến ​​sẽ được phát triển trong tương lai, và dự kiến ​​sẽ được áp dụng cho sự phát triển của các vật liệu từ tính mới

Phát hiện nghiên cứu này đã được công bố vào ngày 17 tháng 11 năm 2021, Tạp chí quốc tếĐược xuất bản trực tuyến trên "Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ"Đã đọc

Bối cảnh nghiên cứu

Một tinh thể định kỳ là một chất rắn với cấu trúc định kỳ trên một khoảng cách xa Từ góc độ hình học, sự đối xứng quay của nó đã được coi là 1, 2, 3, 4 và 6 lần và đối xứng khác không thể lấp đầy không gian Mặt khác, các tinh thể quasicstall đã được tìm thấy để tạo thành các cấu trúc định kỳ với đối xứng quay như 5, 8 và 10 lần không thể đối với các tinh thể và đã thu hút sự chú ý như một vật liệu mới Bởi vì có một mối tương quan giữa cấu trúc tinh thể và tính chất vật lý, người ta cho rằng thay đổi các tính chất vật lý như điện trở, độ dẫn nhiệt và từ tính sẽ thay đổi Do đó, các thiết bị tinh thể được dự kiến ​​là một vật liệu có tính chất vật lý khác nhau so với các tinh thể thông thường và đã được nghiên cứu rộng rãi trên khắp thế giới

Nhóm nghiên cứu này đã tiết lộ rằng từ nhiều năm nghiên cứu về quasicstall, tỷ lệ của các electron so với các nguyên tử (tỷ lệ E/A) trong một tinh thể rất quan trọng đối với từ tính của quasicstall Chúng tôi đã nghiên cứu chi tiết các tính chất từ ​​tính của tinh thể gần đúng (1) của hợp kim 1/1 Au-al-GD, và tạo ra một sơ đồ pha của tỷ lệ E/A và tính chất từ ​​tính Biểu đồ trạng thái này cho thấy cách dự đoán trạng thái từ tính của từng vật liệu ở một mức độ nào đó từ các tham số như tỷ lệ E/A Ví dụ, khi các tinh thể quasicstall được báo cáo trước đây được áp dụng cho sơ đồ này, nhiều trong số chúng có điểm chung là có tỷ lệ E/A gần với 21, cho thấy trạng thái spinglass (※ 2) Mối tương quan giữa tỷ lệ E/A và từ tính đã được nghiên cứu chi tiết hơn, cho thấy có thể thu được ferromagnet khi tỷ lệ E/A là khoảng 1,70 Do đó, chúng tôi đã thu hẹp các mục tiêu khảo sát thành các hợp kim dựa trên AU với tỷ lệ E/A xấp xỉ 1,70 và được thực hiện xác minh

Chi tiết kết quả nghiên cứu

Nhóm nghiên cứu này đã tìm kiếm vật liệu cho các hợp kim dựa trên AU với tỷ lệ E/A xấp xỉ 1,70 dựa trên kết quả nghiên cứu trước đó Kết quả là, AU₆₅GA₂₀GD₁₅và AU₆₅GA₂₀TB₁₅đã được đề cập như một ứng cử viên đầy hứa hẹn Từ kết quả của phương pháp nhiễu xạ tia X (※ 3) và phương pháp nhiễu xạ neutron (※ 4), chúng tôi đã phát hiện ra rằng các cấu trúc tinh thể này là các thiết bị quasicstallal
Tiếp theo, nhiệt độ thay đổi độ nhạy từ tính và CP nhiệt cụ thể của các vật liệu này đã được đo Kết quả cho thấy nhiệt độ Curie TC (*5) của mỗi quasicstall là AU₆₅GA₂₀GD₁₅TC = 23,4 K, AU₆₅​​GA₂₀TB₁₅, TC = 160 K và người ta thấy rằng một quá trình chuyển đổi sắt từ xảy ra gần nhiệt độ đó Ngoài ra, liên quan đến nhiệt độ Weiss θ (*6), AU₆₅GA₂₀GD₁₅AU tại = 27,9 K₆₅GA₂₀TB₁₅Chúng tôi có θ = 12,9 K Những giá trị này hoàn toàn khác với các giá trị được báo cáo trong quá khứ, cho thấy hai thiết bị tinh thể được tổng hợp lần này là vật liệu sắt từ Từ các kết quả trên, AU₆₅GA₂₀GD₁₅và AU₆₅GA₂₀TB₁₅là vật liệu có thứ tự từ dài
Nhóm nghiên cứu này cũng đã chứng minh rằng, bằng cách tổng hợp thành công các tinh thể bán từ tính, sơ đồ trạng thái từ được tạo ra bằng các tinh thể gần đúng có thể được áp dụng rộng rãi cho các tinh thể gần như Kết quả này có nghĩa là có thể tổng hợp quasicstall và các tinh thể gần đúng với các tính chất từ ​​tính khác nhau như chống từ tính, sắt từ và kính quay bằng cách kiểm soát chúng Những kết quả này cho phép tổng hợp các vật liệu từ tính lý tưởng trong các tinh thể quasicstall, và nó được dự kiến ​​sẽ được áp dụng để thu thập các vật liệu từ tính mới
Liên quan đến kết quả của nghiên cứu này, Giáo sư Tamura Takaharu của Đại học kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học Tokyo nói, "Theo cách mà hành vi đơn lẻ nào mà một kết thúc từ tính sẽ không biết về lý thuyết Trong sự phát triển học tập

*Nghiên cứu này được thực hiện với sự hỗ trợ của tài trợ nghiên cứu kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học cho nghiên cứu kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học, "Hiêu vật liệu: kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học vật liệu mới được tạo ra bởi không gian bổ sung" (JP19H05817, JP19H05818, 20H05261) Các thí nghiệm nhiễu xạ neutron được thực hiện bằng máy đo nhiễu xạ Echidna (1) được cài đặt tại lò phản ứng opal tại Tổ chức kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học Hạt nhân và Công nghệ Hạt nhân Úc (ANSTO) và máy quang phổ ISSP-GPTAS (2) được lắp đặt tại lò phản ứng JRR-3 tại Cơ quan Năng lượng ATOMIC của Nhật Bản Một phần của thí nghiệm nhiễu xạ neutron được thực hiện với sự hỗ trợ sử dụng chung của Viện tài sản vật lý của Đại học Tokyo và liên minh năng động để tạo ra sự đổi mới kết nối con người, môi trường và vật liệu

(1)https: //wwwanstogovau/our-facilities/australian-centre-for-nutron-scattering/neutron-scattering-instrument/echidna-high
(2)https: //gptastagentohokuacjp/

Liên hệ với chúng tôi

[Yêu cầu nghiên cứu]

Giáo sư, kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá Kỹ thuật Sáng tạo Vật liệu, kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá Kỹ thuật Nâng cao, Đại học kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học Tokyo
Tamura Ryuji
Email: Tamura [@] rstusacjp

Giáo sư, Phòng nghiên cứu vật liệu vô cơ, Viện nghiên cứu kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học đa vật liệu, Đại học Tohoku
Sato Taku
Email: Taku [@] Tohokuacjp

Tổ chức kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học và Công nghệ Hạt nhân Úc (ANSTO)
Maxim Avdeev
Email: Max [@] Anstogovau

[Thắc mắc về tin tức và quan hệ công chúng]

kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá Quan hệ Công chúng của Đại học kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học Tokyo (phụ trách: Shimizu)
Điện thoại: 03-5228-8107 Fax: 03-3260-5823
Email: koho [@] admintusacjp

Đại học Tohoku, Viện kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học Đa vật liệu, Văn phòng Thông tin Quan hệ Công chúng
Điện thoại: 022-217-5198
Email: Presstagen [@] grptohokuacjp

Tổ chức kèo nhà cái tỷ lệ bóng đá học và Công nghệ Hạt nhân Úc (ANSTO)
Các vấn đề công cộng của Úc
Phil McCall
Email: pmcall [@] anstogovau

Vui lòng thay thế [ @] bằng @