Forskere finder stor lineær negativ termisk ekspansion i intermetalliske Cr-Se-Te-forbindelser

Forskere brugte et røntgendiffraktometer (XRD) med variabel temperatur på Kinas Steady High Magnetic Field Facility (SHMFF) under Hefei Institutes of Physical Science og har fundet stor lineær negativ termisk ekspansion i intermetalliske Cr-Se-Te-forbindelser. Denne undersøgelse blev offentliggjort i Uorganisk kemi .

Generelt, de fleste materialer udvides ved opvarmning og kontrakt ved køling. Imidlertid, der er nogle materialer, der udviser sammentrækning ved opvarmning frem for ekspansion, såkaldt negativ termisk ekspansion (NTE).

I de seneste årtier har NTE -materialer har tiltrukket stor opmærksomhed, fordi de kan bruges til at styre ekspansionskoefficienten, når de sammensættes med de positive termiske ekspansionsmaterialer. På denne måde, selv nul termiske ekspansionsmaterialer kan realiseres, hvis volumen er uafhængig af temperaturen. På grund af vigtige applikationer inden for luftfart, maskindele, printkort, og optiske spejle med høj præcision, NTE -materialer er blevet grundigt undersøgt.

Den magnetiske intermetalliske forbindelse CrTe har en høj Curie -temperatur (Tc) på ca. 340 K, varierende med forskellige mængder Cr -ledighed. CrTe kan kun beholde sin NiAs-type struktur, når atomfraktionen af ​​Te er mellem 52,4% og 53,3%, hvilket angiver, at det er nødvendigt for Cr-stillingen at holde strukturen af ​​NiAs-typen. Dens gitterparameter afviger fra normal termisk ekspansionslov, sammen med en tydelig NTE af volumen i temperaturområdet nær Tc.

For nylig, korrelationen mellem gitterparametre og magnetiske egenskaber har vist sig at stamme fra den stærke blandingsbinding mellem den nærmeste nabo Cr og Te -atomer.

I dette arbejde, forskerne fra University of Science and Technology, Beijing og Peking University undersøgte NTE -ejendommene ved at erstatte Te med Se, som effektivt kunne modulere NTE -egenskaber.

Ved hjælp af XRD på SHMFF, det var i stand til præcist at detektere variationen af ​​gitterkonstanten i Cr-Te-Se-forbindelser. "En stor lineær NTE blev opnået i magneto elastisk CrTe ₁ - _x Se _x forbindelser fra x =0 til x =0,15, og NTE -temperaturområdet blev også udvidet ved substitutionen, "sagde Zhang Xinqi, første forfatter til dette papir, også lektor ved University of Science and Technology Beijing.

"Vi analyserede også forholdet mellem afstemmelig NTE og magnetiske egenskaber, og NTE i CrTe ₁ - _x Se _x forbindelser viste sig at stamme fra magnetovolumeneffekten. Disse resultater er meningsfulde for at forstå NTE -mekanismerne, "sagde Zhang Xinqi.