Tóm tắt nghiên cứu

Một nhóm nghiên cứu chung của Giáo sư Tamura Takaharu, tỷ lệ cá cược kèo nhà cái Kỹ thuật Sáng tạo Vật liệu, tỷ lệ cá cược kèo nhà cái Kỹ thuật Tiên tiến, Đại học tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Tokyo, Nhà nghiên cứu Farid Labib, Phó Giáo sư Nanami Kazuhiro, Viện tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Multi, TOHOK Vàng Tsai, Gallium và Terbium (AU-GA-TB) 1/1 Tinh thể gần đúng, và tỷ lệ của các electron và nguyên tử trong tinh thể (e/a)

Quasicrystal tạo thành một mảng nguyên tử và phân tử thông thường, nhưng chúng không có tính định kỳ và có cấu trúc khác biệt đáng kể so với tinh thể và vô định hình (vô định hình) Các cấu trúc và tính chất cụ thể và phức tạp của nó đã thu hút rất nhiều sự chú ý trong lĩnh vực vật lý vật lý, và nghiên cứu đang được thực hiện để nhận ra các vật liệu mới khác với các vật liệu thông thường Nhóm nghiên cứu này đã tập trung vào việc khám phá các quasicstallal mới và các tinh thể gần đúng tương tự, cũng như phát triển các tính chất vật lý mà các vật liệu này thể hiện Lần này, chúng tôi đã sử dụng các cấu trúc từ tính trong quasicstall và các tinh thể gần đúnge/aĐể làm rõ sự phụ thuộc của (tỷ lệ của các electron và nguyên tử), một tinh thể gần đúng trong đó TB được giới thiệu như một nguyên tố từ tính với một bất đẳng hướng đơn lẻ lớn đã được điều chế và các thuộc tính từ tính đã được kiểm tra

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chỉ ra một sơ đồ pha từ của một loại tinh thể gần đúng loại Tsai Au-TB 1/1 dựa trên kết quả của các phép đo từ hóa và thí nghiệm nhiễu xạ neutrone/aTrong các tinh thể gần đúng này, TB tạo thành các cụm gần với icosahedron Từ kết quả thử nghiệm thu được,e/a= 172 có thứ tự chống từ tính không gian của Planare/a= 180 cho thấy thứ tự sắt từ hình xoắn ốc không có mặt phẳng ổn định như trạng thái cơ bản Nó đã được tiết lộ rằng trong các trạng thái được đặt hàng này, khoảnh khắc từ tính của các mặt bệnh lao theo hướng tiếp xúc với icosahedron Hơn nữa, bằng cách tổ chức cấu trúc từ tính từ góc độ định hướng tương đối của các khoảnh khắc từ tính giữa các vị trí liền kề gần nhất và tiếp theo trong icosahedron, chúng tôi đã làm rõ các quy tắc lựa chọn cho các tương tác từ tính tạo ra các pha sắt từ và chống từ tính

Những khám phá này rất quan trọng trong việc tìm hiểu thứ tự từ của quasicrystal và tinh thể gần đúng, và dự kiến ​​sẽ dẫn đến các ứng dụng như làm lạnh từ tính và spinning trong tương lai

Kết quả nghiên cứu này được đăng vào ngày 19 tháng 12 năm 2023Được xuất bản trực tuyến trên tạp chí học thuật quốc tế "Vật liệu Vật lý ngày nay"đã được thực hiện

Bối cảnh nghiên cứu

Quasicrystals không có tính tuần hoàn như được định nghĩa trong tinh thể học truyền thống có thể được hiểu là cấu trúc mặt cắt ngang của một tinh thể định kỳ chiều cao và để mô tả cấu trúc của nó, một không gian mới gọi là không gian bổ sung Dựa trên điều này, một khái niệm mới về vật liệu gọi là "Hiêu vật liệu" đã được đề xuất trong những năm gần đây Một siêu vật liệu đề cập đến một nhóm các vật liệu được thống nhất trong một không gian chiều cao kết hợp các không gian bổ sung, chẳng hạn như quasicrystal và các tinh thể gần đúng Các vật liệu siêu vật liệu được nhắm mục tiêu ở các cấp độ khác nhau, bao gồm kim loại, chất bán dẫn, gốm sứ và polyme, và người ta hy vọng rằng các vật liệu mới chưa tồn tại trước đó sẽ được tạo ra

Quasicrystal có cấu trúc gần như định kỳ với đối xứng quay như đối xứng 5, 8 và 10 lần Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các tinh thể quasicstall có thể được phân loại thành ba cấu trúc khác nhau: loại Mackay, loại Bergman và loại TSAI Hơn nữa, các đặc điểm cấu trúc của các tinh thể gần đúng với các cấu trúc cục bộ tương tự như các tinh thể và tính định kỳ như các tinh thể đang dần trở nên rõ ràng, và nó dự kiến ​​sẽ đóng góp cho các tìm kiếm quasicrystal mới và xây dựng mô hình cấu trúc Mặt khác, các tính chất từ ​​tính của quasicstall và các tinh thể gần đúng vẫn chưa được hiểu đầy đủ do sự phức tạp của chúng

Nhóm nghiên cứu này đã đạt được kết quả tuyệt vời trong nghiên cứu về quasicstallal và tinh thể gần đúng (※ 1, 2) Vào tháng 11 năm 2021, chúng tôi đã phát hiện ra rằng các thiết bị tinh thể có chứa các loại đất hiếm có tính chất sắt từ, cho thấy một số tính chất của chúng (※ 3) Do đó, để làm rõ hơn các đặc điểm của các tinh thể quasicstall và các tinh thể gần đúng, chúng tôi đang nhắm mục tiêu các tinh thể gần đúng loại TSAI Au-TB 1/1 đã được giới thiệu với TB như một yếu tố từ tính với một bất kỳ uniaxial lớne/aChúng tôi đã kiểm tra cẩn thận các thuộc tính từ tính khi tỷ lệ được thay đổi và làm việc để tạo sơ đồ pha từ

*1 Thông cáo báo chí của Đại học tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Tokyo
'Thế giới đầu tiên: Xác nhận sự tồn tại của pha chống từ ở nhiệt độ cực thấp đối với các tinh thể có cấu trúc tương tự như trạng thái rắn thứ ba, "Quasicrystal" - một bước trong việc làm sáng tỏ các tính chất của các thiết lập, vẫn còn đầy bí ẩn'

*2 Thông cáo báo chí của Đại học tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Tokyo
Khám phá tái tạo bề mặt duy nhất tỷ lệ kèo nhà cái hôm nay nhà cái hôm nay các tinh thể gần đúng loại Tsai của các hợp kim dựa trên vàng-Ví dụ quan sát đầu tiên với các hợp chất loại Tsai, hy vọng sẽ trở thành chất nền để thực hiện các màng mỏng chất bán

*3 Thông cáo báo chí của Đại học tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Tokyo
kèo nhà cái tỷ

Chi tiết kết quả nghiên cứu

AU_68-XGA_18+xTB₁₄(x = 0 ~ 27) đã được điều chế bằng phương pháp nóng chảy hồ quang để xác minh tính hệ thống của các tính chất từ ​​tính của chúng Cụ thể, thành phần danh nghĩa đã được tiết lộ cho đến nay là au₆₅GA₂₁TB₁₄AU₆₀GA₂₆TB₁₄(E/A = 180) và AU₆₄GA₂₂TB₁₄Điều tra chi tiết về cấu trúc và tính chất từ ​​tính của hai hợp kim (E/A = 172) và Au_68-XGA_18+xTB₁₄loại hợp kime/aMối quan hệ giữa tỷ lệ và tính chất từ ​​tính đã được tiết lộ

Trong các tinh thể gần đúng này, các cụm hình thành lao gần với icosahedron Từ kết quả của các phép đo từ hóa và các thí nghiệm nhiễu xạ neutron,e/a < 1.72では、Tbのクラスター上の磁気モーメントは[111]軸の周りで渦を巻くような反強磁性秩序の配置を示し、e/a >172 cho thấy sự sắp xếp thứ tự sắt từ các xoáy xung quanh trục [111] Đây là những ranh giớie/a= 172 cũng phát hiện ra rằng trật tự chống từ tính và thứ tự sắt từ cùng tồn tại với cấu hình spin xoắn ốc trong phạm vi nhiệt độ trung gian là 9,9k-112ke/a >Khi nhiệt độ đạt 1,87, nhiệt độ chuyển tiếp từ thuận từ giảm đáng kể và đồng thời trạng thái thủy tinh quay được hiển thị Vì lý do này,e/aNó đã được tiết lộ rằng bằng cách tăng dần tỷ lệ, trạng thái cơ bản thay đổi từ trật tự chống từ tính với cấu hình spin xoắn ốc sang thứ tự sắt từ thành trạng thái spinglass

さらに、反強磁性相と強磁性相におけるクラスター上の磁気モーメントの相対的な向きを調べたところ、反強磁性相では最近接サイト間の磁気モーメントの向きがどちらかというと反平行（相対角 >90 °), trong khi trong pha sắt từ, nó song song hơn (góc tương đối< 90°）に近いことがわかりました。このため、磁気秩序状態の変遷が最近接サイト間の磁気相互作用（J1）によって駆動されている可能性が高いことが示唆されました。

Giáo sư Tamura của Đại học tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Tokyo, người đã lãnh đạo nghiên cứu này, đã nhận xét về kết quả của nghiên cứu, "cho đến nay, cấu trúc từ tính và sơ đồ từ tính của vật liệu siêu vật liệu chưa được làm rõ

*Nghiên cứu này được thực hiện với sự hỗ trợ của Hiệp hội nghiên cứu tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học của Nhật Bản (JSPS) (JP19H05817, JP19H05818, JP19H05819 Dự án quảng bá nghiên cứu sáng tạo chiến lược (Crest, JPMJCR22O3) Một số thí nghiệm nhiễu xạ neutron đã được Viện tính chất vật lý của Đại học Tokyo tiến hành và với sự hỗ trợ từ Tổ chức Sumitomo

Thông tin giấy

Tên tạp chí

Vật liệu hôm nay Vật lý

Tiêu đề của tờ giấy

116172_116258

tác giả

Farid Labib, Kazuhiro Nawa, Shintaro Suzuki, Hung-Cheng Wu, Asuka Ishikawa, Kazuki Inagaki, Takenori Fujii, Katsuki Kinjo, Taku J Sato

doi

101016/jmtphys2023101321

Người thuyết trình

Farid Labib

Nhà nghiên cứu, tỷ lệ cá cược kèo nhà cái Kỹ thuật Sáng tạo Vật liệu, tỷ lệ cá cược kèo nhà cái Kỹ thuật Tiên tiến, Đại học tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Tokyo <Tác giả có trách nhiệm>

Nana Kazuhiro

Phó giáo sư, Viện tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Vật liệu đa ngành, Đại học Tohoku <Tác giả có trách nhiệm>

Suzuki Shintaro

Trợ lý Giáo sư, tỷ lệ cá cược kèo nhà cái Vật lý, tỷ lệ cá cược kèo nhà cái tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học và Kỹ thuật, Đại học Aoyama Gakuin

Hung-Cheng Wu

Nhà nghiên cứu sau tiến sĩ, Viện tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Đa thuốc, Đại học Tohoku

Ishikawa Asuka

Kỹ thuật viên, tỷ lệ cá cược kèo nhà cái Kỹ thuật Sáng tạo Vật liệu, tỷ lệ cá cược kèo nhà cái Kỹ thuật Tiên tiến, Đại học tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Tokyo

Inagaki Kazuki

117489_117531

Fujii Takenori

Đại học tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Tokyo Trường Kỹ thuật nâng cao, Kỹ thuật sáng tạo vật liệu, đã hoàn thành khóa học thạc sĩ 2019

Kanshiro Katsuki

Trợ lý Giáo sư, Viện tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Vật liệu Đa phương thức, Đại học Tohoku

Sato Taku

Giáo sư, Viện nghiên cứu tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học đa yếu tố, Đại học Tohoku

Tamura Takaharu

Giáo sư, tỷ lệ cá cược kèo nhà cái Kỹ thuật Sáng tạo Vật liệu, tỷ lệ cá cược kèo nhà cái Kỹ thuật Tiên tiến, Đại học tỷ lệ cá cược kèo nhà cái học Tokyo