Nature-ის 10 ივნისის სტატიაში საუბარია ამერიკის არგონის ნაციონალური ლაბორატორიის (Argonne National Laboratory) ენერგიების დეპარტამენტის მეცნიერების ახალ აღმოჩენაზე - ჟანგბადის ნაერთების თავისებურებების მართვის ახალ მეთოდზე.

ჟანგები წარმოადგენენ ქიმიური ელემენტების მნიშვნელოვან კლასს იმ მხრივ, რომ მათ აქვთ სპეციფიკური ელექტრული თვისებები: ისინი შეიძლება იყვნენ გამტარებიც და იზოლატორებიც, ატარებდნენ მაგნიტურ ველს ან ბლოკავდნენ მას, იყვნენ ზეგამტარები და ა.შ. ზოგიერთი ეს თვისება დაკავშირებულია კრისტალურ სტრუქტურაში ჟანგბადის ვაკანსიების ყოფაქცევასთან.

ვაკანსიები ჩნდება პერიოდულ კრისტალური სტრუქტურებში როდესაც ზოგიერთ წვეროს აკლია ჟანგვადის ატომი. ვაკანსიების შექმნის ერთ-ერთი ჩვეულებრივი გზაა ნივთიერების გაცხელება და შემდეგ მის შემოგარენში ჟანგბადის დამატება ან მოშორება. მაგრამ ნივთიერბის ელექტრული თვისებების შესაცვლელად მისი გარემომცველი გაზის კონტროლი საკმაოდ რთული საქმეა.

„არგონის გუნდმა“ იპოვა ახალი მეთოდი თუ როგორ ეკონტროლებინათ ვაკანსიები. მათ შექმნეს ორ ფენიანი მასალა: ზედა ფენა შედგებოდა ინდიუმის კრისტალური ოქსიდისაგან, ხოლო ქვედა ფენა კი იტრიუმით სტაბილიზირებული ცირკონის ანგიდრიდისგან (Yttria-stabilized zirconia). მკვლევარები დააკვირდნენ მცირე ველის მოდების შედეგად ორი ფენის შეხების ზედაპირის გასწვრივ ელექტრული გამტარებლობის საგრძნობლად (ორი რიგით) ზრდას. ეფექტი შექცევადია, გარე ველის მოცილებისას მასალა უბრუნდება საწყის, მცირე გამტარებლობის მდგომარეობას.

ეფექტი შესაძლია აიხსნას იმით, რომ ორ ფენას შორის იქმნება ვერტიკალური ძაბვა და ინდიუმის ჟანგის უარყოფითად დამუხტული ჟანგბადის იონები იწყებენ მოძრაობას და შესაბამისად უკან კრისტალურ სტრუქტურაში ტოვებენ ჟანგბადის ატომების ვაკანსიებს. სურათზე ცირკონის ანგიდრიდის იონები ნაჩვენებია მწვანედ, ჟანგბადის იონების წითლად და ინდიუმის იონების ვერცხლისფრად. მცირე ველის მოდების შედეგად, აღნიშნულია "+" და "-" ნიშნებით, ჟანგბადის ვაკანსიები მოძრაობენ ვერტიკალურად იტრიუმით სტაბილიზირებული ცირკონის ანგიდრიდიდან და გადადიან ინდიუმის ჟანგში, რაც იწვევს იქ გამტარებლობის მკვეთრ ზრდას.

არგონის ნაციონალური ლაბორატორიის მკვლევარების ეს აღმოჩენა მნიშვნელოვანია მომავალში ახალი კატალიზატორების და სხვა ელექტრონული მასალების წარმოების საქმეში.

წყარო:

http://phys.org/news/2016-06-oxygen-electronic-properties.html