Недавнее исследование проливает свет на химическую связь в сурьме, что потенциально может оказать значительное влияние на материаловедение. Исследователи из Лейпцигского университета, RWTH в Ахене и DESY в Гамбурге объединили экспериментальные измерения с теоретическими расчетами, что привело к прорыву в понимании процессов фазового перехода в материалах. Эти результаты, опубликованные в журнале Advanced Materials, могут найти широкое применение в хранении данных и термоэлектрике.
Исследование было сосредоточено на анализе природы и прочности химических связей в сурьме. "Прочность связи напрямую зависит от расстояния между атомами", - объясняет профессор доктор Клаудия С. Шнор из Лейпцигского университета. Сравнение с другими материалами, такими как металлы и полупроводники, показывает, что эта зависимость от расстояния характерна для химической связи.
Примечательно, что исследователи выявили плавный переход между классическими ковалентными связями и многоцентровыми связями, богатыми электронами. Ковалентные связи обычно встречаются в полупроводниках, таких как германий. "Наши результаты показывают, что сурьма в своей стабильной фазе обладает характеристиками обоих типов связей", - утверждает соавтор исследования профессор доктор Оливер Эклер из Института неорганической химии и кристаллографии Лейпцигского университета. Это открытие имеет важное значение для понимания материалов с фазовым переходом, используемых в системах хранения данных и термоэлектриках.
Сурьма служит образцовой системой для материалов с фазовым переходом, поскольку по своей структуре она похожа на теллурид германия, но состоит только из атомов одного типа. Профессор Шнор поясняет: "Эти свойства облегчают анализ и сравнение с другими материалами, чтобы лучше понять их характеристики сцепления".
Полученные знания могут привести к целенаправленной оптимизации свойств материалов. "Экспериментально или теоретически определяя силовые константы, мы сможем в будущем разрабатывать новые материалы", - добавляет Шнор. Это может быть особенно полезно для применения в электронных носителях информации и термоэлектриках.