Manganitų laidumo paslaptys

Primary tabs

Cheminiai junginiai, vadinami manganitais, tyrinėjami jau daugybę metų – jei tiksliau, nuo pat milžiniškos magnetovaržos efekto atradimo. Ne paslaptis, jog šis reiškinys itin žadina mokslininkų vaizduotę, nes jį tikimasi pritaikyti kuriant magnetinius jutiklius, magnetines laisvosios kreipties atmintines bei spintronikos įtaisus. Vis dėlto perprasti ir galiausiai tinkamai valdyti milžiniškos magnetovaržos efektą yra sudėtingas uždavinys, mat manganitus aprašančios fizikinės teorijos nėra išsamios. Tyrėjų komandai, vadovaujamai Marijos Baldini (Maria Baldini) iš Stanfordo universiteto (JAV) bei Viktoro Stružkino (Viktor Struzhkin) ir Aleksandro Gončariovo (Alexander Goncharov) iš Karnegio geofizikos laboratorijos (JAV), pavyko pasiekti persilaužimą bandant suprasti manganitų elgesį, kuomet šie yra paveikiami dideliu slėgiu.

Esant normalioms aplinkos sąlygoms manganitai elgiasi kaip izoliatoriai, o tai reiškia, jog jie neleidžia laisvai tekėti krūvininkams. Tačiau kuomet atmosferos slėgis yra padidinamas 340 tūkstančių kartų, šie junginiai savo izoliacines savybes pakeičia metališkosiomis, todėl krūvinininkai gali sukurti srovės tekėjimą. Mokslininkai ilgai ginčijosi bandydami išsiaiškinti, kas lemia tokį netikėtą laidumo savybių pokytį.

Naujausi tyrėjų komandos pastebėjimai, aprašyti šiandienos žurnalo „Physical Review Letters“ internetiniame variante, rodo, jog konkretaus manganito LaMnO3 (lantano mangano oksido) izoliacinių savybių virsmas metališkosiomis yra smarkiai susijęs su reiškiniu, vadinamu Jano ir Telerio efektu. Šis efektas lemia specifinius junginio sandaros iškraipymus. Mokslininkai savo matavimus atliko Geofizikos laboratorijoje.

Kitaip, nei buvo galima tikėtis, Jano ir Telerio iškraipymas yra stebimas tol, kol LaMnO3 yra nelaidžios būsenos. Taigi visai logiška manyti, jog izoliatoriaus virsmas į metalą susidaro, kuomet iškraipymas nuslopinamas. Žinoma, tokiu atveju kyla labai daug klausimų dėl šio manganito izoliacinių savybių prigimties. Eksperimentų metu taip pat stebimas nehomogeniškų sričių (kai kurios iš jų buvo iškraipytos, kai kurios ne) susidarymas. Tai leidžia spėti, jog manganitas tampa metališkuoju, kuomet iškraipytųjų molekulių rinkinių skaičius tampa mažesnis už tam tikrą slenkstinę vertę, t. y. neiškraipytosios sritys ima dominuoti.

„Esant dideliam slėgiui skaidymasis į sritis gali apimti visą junginį, todėl tai atveria realias galimybes sukelti milžiniškos magnetovaržos efektą keičiant slėgį“, – apibendrina M. Baldini, tyrimų metu dirbusi Stanfordo universitete, bet dabar jau prisijungusi prie kolegų Karnegio geofizikos laboratorijoje.

Facebook komentarai: