Et materiale med lovende egenskaber

Forskere ved universitetet i Konstanz har udviklet en metode til syntetisering af Europium (II) oxid -nanopartikler, en ferromagnetisk halvleder, der er relevant for datalagring og datatransport

Ferromagnetiske halvledere er lovende funktionelle materialer, der kan bruges inden for spin-baseret elektronik (spintronics). Spintronics er af afgørende betydning for opbevaring og transport af information. Forskerne demonstrerede også, at nanopartiklerne har magnetiske egenskaber, der tilskrives deres struktur. Resultaterne af det fælles forskningsprojekt er blevet offentliggjort i 20. november 2017 -udgaven af ​​det videnskabelige tidsskrift Avancerede materialer .

Egenskaberne for anisotrope og magnetiske nanopartikler er i centrum for forskningsprojektet. Anisotrop betyder, at formen og den magnetiske, optiske eller elektroniske egenskaber er ikke identiske for alle rumlige retninger af partiklen. Dette gør det igen muligt at undersøge ikke kun de nye og ofte forbedrede egenskaber ved nanostrukturerede materialer, men også de yderligere egenskaber forårsaget af anisotropi.

At producere nanopartikler fra ferromagnetiske halvledere såsom Europium (II) oxid udgør en kæmpe udfordring, især inden for anisotrop geometri. "Målet er at uddybe vores forståelse, så vi kan modulere og få adgang til egenskaberne ved nano-systemer efter behov, "siger hovedforfatter Trepka. Ved hjælp af deres særlige metode, det lykkedes forskerne at producere højkvalitets og anisotrope EuO-nanopartikler, der kan bruges til at observere strukturegenskabseffekter.

Metoden er baseret på en totrinsproces. I et første trin, der produceres et hybridmateriale bestående af organiske og uorganiske komponenter, som allerede er anisotrop. I det næste trin, hybridmaterialet behandles med europiumdamp. Som resultat, det konverterer kemisk til EuO. I dette tilfælde er nanopartiklernes form rørformet. "Denne metode er interessant, fordi den ikke er begrænset til rørformede former. Det er også muligt at fremstille stænger, "forklarer Bastian Trepka.

Desuden, forskerne var i stand til at demonstrere, at de magnetiske egenskaber ved halvlederen Europium (II) oxid faktisk er relateret til formen af ​​dets nanostruktur, eller rettere anisotropien. Efter yderligere behandling, mens du forsøgte at generere modbevis, de rørformede former forsvandt, resulterer i forskellige egenskaber. "De eksperimentelle fysikere udførte målinger, der bekræftede de resultater, der var blevet simuleret af de teoretiske fysikere. Dette gjorde det muligt for os at udvikle ideer til, hvordan strukturen frembringer denne særlige magnetiske adfærd, "forklarer Bastian Trepka.

"Det, der virkelig er specielt ved vores proces, er adskillelse af strukturkontrol og kemisk transformation. Vi kan få forskellige former fra det samme materiale ved at påvirke formen gennem processtyring. På denne måde får vi altid materialet til at antage den form, vi har brug for, "siger Trepka. I tilfælde af Europium (II) oxid, dette er en topotaktisk nanotransformation, der bevarer sin krystallinske retning:den er rørformet både før og efter behandlingen.

"Et intelligent materiale med en række egenskaber, "siger Bastian Trepka fra Europium (II) oxid. Frem for alt den har en simpel krystallinsk struktur. "Vi kan forklare ændringer i ejendomme med appel til de krystallinske strukturer, som er forudbestemte. "Dette er ideelt til grundforskning.