जापानी शोधकर्ताओं ने क्वासिक्रिस्टल में असामान्य चुंबकत्व की संरचनात्मक कुंजी खोजी

द्वारा संपादित: Svitlana Velhush

टोक्यो यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस और तोहोकू यूनिवर्सिटी की प्रयोगशालाओं में वैज्ञानिकों ने जटिल मिश्रातुओं के चुंबकीय गुणों की भविष्यवाणी के लिए एक सरल, परंतु विश्वसनीय मार्गदर्शक खोजा है। क्रिस्टल की पुनरावृत्त संरचनात्मक इकाई का आकार क्वासिक्रिस्टल से संबंधित पदार्थों में विभिन्न प्रकार के चुंबकत्व को अलग करने में परिचित इलेक्ट्रॉन सांद्रता की तुलना में अधिक सटीक सिद्ध हुआ।

शोधकर्ताओं ने त्साई-प्रकार के क्रिस्टल-अनुमानकों का अध्ययन किया — ऐसी संरचनाएँ जिनमें सन्निहित परमाणु समूह होते हैं और जो वास्तविक क्वासिक्रिस्टल की विशेषताओं को दोहराती हैं। एल्युमिनियम या गैलियम तथा दुर्लभ मृदा तत्वों (टर्बियम, डिस्प्रोसियम, होल्मियम) के साथ स्वर्ण-युक्त यौगिकों में चुंबकीय व्यवहार जालक पैरामीटर — पुनरावृत्त परमाणु गाँठों के बीच की दूरी — पर निर्भर करता था।

14,72 एंगस्ट्रॉम से अधिक मान पर «भँवर» प्रतिलौहचुंबकीय अवस्था उत्पन्न होती थी: परमाणुओं के चुंबकीय आघूर्ण एक व्यवस्थित, परंतु विपरीत दिशा में संरेखित विन्यास में व्यवस्थित हो जाते थे। 14,62–14,72 एंगस्ट्रॉम के संकीर्ण अंतराल में समग्र चुंबकीयकरण वाला भँवर लौहचुंबकत्व प्रकट होता था। इस सीमा से नीचे पदार्थ स्पिन काँच की अवस्था में चला जाता था — दूरगामी क्रम के बिना आघूर्णों का अनियमित जमाव।

पहले वैज्ञानिक मुख्य रूप से प्रति परमाणु संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करते थे। रासायनिक संघटन बदलने पर यह संकेतक अस्थिर रूप से काम करता था। नए संरचनात्मक मानदंड ने एक एकीकृत प्रावस्था आरेख दिया, जो अब दिए गए चुंबकीय गुणों वाले पदार्थों की खोज और निर्माण के लिए व्यावहारिक मानचित्र का काम करता है।

यह खोज केवल मूलभूत भौतिकी के लिए ही महत्वपूर्ण नहीं है। यह क्वांटम पदार्थों के लक्षित अभिकल्पन का मार्ग खोलती है, जहाँ असामान्य चुंबकीय अवस्थाएँ भविष्य के उपकरणों — संवेदकों से लेकर क्वांटम संगणन के अवयवों तक — का आधार बन सकती हैं। परमाणु के «कमरे» के आकार में मामूली-सा परिवर्तन भी परमाणुओं के पूरे «समूह» के व्यवहार को मूल रूप से बदल देता है।

परिणाम Journal of the American Chemical Society में प्रकाशित हुए हैं और पहले से ही नए चुंबकीय क्वासिक्रिस्टलों तथा उनके अनुमानकों की व्यवस्थित खोज के लिए एक विश्वसनीय मार्गदर्शक के रूप में देखे जा रहे हैं।

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स्रोतों

  • Scientists Find Structural Guide to Unusual Magnetism in Quantum Materials

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HKUST Researchers Redraw the Boundary between Phases of Matter A research team led by Prof. Haruki WATANABE, Professor in the Department of Physics and the Jockey Club Institute for Advanced Study (IAS) at HKUST, in collaboration with Prof. Yukitoshi MOTOME and graduate student

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