과학자는 전기에 백열에 알려지는 물자의 종류가 온도에 있는 변경에 응하여 nanoscale에 그리고 그 반대도 마찬가지로 확실히 예상치 않게 작동한다는 것을 발견했습니다.
2010년 12월 17일 의 과학의 문제점에서 기술되는 발견은 - - 도움이 이 물자의 강한 열전 반응을 설명하는 새로운 "반대 방향" 상전이입니다. 그것은 또한 과학자가 그밖 유용한 thermoelectrics를 확인할 것을 도울 수 있고, 자동 공장 배출에서 열로, 예를 들면, 분실된 에너지를 붙잡기에 있는 그들의 응용을 발전할 수 있고.
과학자는 "주는 이론적인 접근 (DOE) 및 새로 유효한 실험적인 기술을 사용하여 nanoscale에, 또는 미터의 billionths의 명령에 - Brookhaven 국립 연구소, 컬럼비아 대학, Argonne 국립 연구소, 로스 알라모스 국립 연구소, 노스웨스턴 대학교 및 스위스 연방 공과 대학 미국 에너지성에서 - 지도 chalcogenides (텔루르, 셀렌, 또는 황과 한 쌍이 되는 지도)를 봅니다" 및 개별적인 원자의 모형 행동 공부하고 있었습니다. 그 공구로 그(것)들은 구조물의 전통적인 탐사기에 보이지 않은 원자 배열에 있는 미묘한 변경을 관찰할 수 있었습니다.
상전이를 이해하기 위하여는 관찰된 과학자는 액체 근해를 형성하기 위하여 냉각하고, 단단한 얼음을 형성하기 위하여 그 후에 어는 증기 같이 가스의 매일 반응을, 생각합니다. 각 케이스에서는, 원자는 구조상 재배열의 어떤 양식을 겪고, 기술설계의 Brookhaven 실험실에 과학 종이에 사이몬 Billinge, 물리학자 그리고 컬럼비아 대학의 학교와 응용 과학 및 수석 저자를 설명합니다.
"때때로, 추가 냉각은 추가 구조상 전이로 이끌어 낼 것입니다: 결정에 있는 원자는 전반적인 대칭을 낮추기 위하여 전치해 재정비하거나 됩니다," Billinge는 말합니다. 냉각에 그 같은 지방화한 원자 찡그림의 발달은 일반적입니다, 그는 말합니다. "반대 행동이 인지 우리가 지도 chalcogenides에서 발견한 무엇: 저온에, 없었습니다 원자 진지변환이, 가온하여, 진지변환 나타납니다!"
기술은 이 nanoscale 원자 활동을 관찰하기 위하여 사용된 과학자 결과의 수학과 컴퓨터 분석에 의해 원조된 엑스레이 비전의 하이테크 버전 이었습니다. 첫째로 지도 물자는 노스웨스턴 대학교에 순화한 분말 양식에서 했습니다. 다음 과학자는 光速 - 엑스레이와 로스 알라모스에 Lujan 중성자 뿌리 센터에 Argonne에 향상된 광양자 근원에 중성자의 2개의 종류를 가진 견본을 포격했습니다. 검출기는 원자의 위치 그리고 배열을 표시하는 에돌이 무늬를 일으키기 위하여 이 光速가 견본 떨어져 어떻게에 관하여 뿌리는지 정보를 수집합니다. Brookhaven와 컬럼비아에 개발된 컴퓨터 프로그램을 사용하여 데이터의 추가 수학과 컴퓨터 분석은 과학자가 만들고 있던 무슨 일이 온도의 범위에 원자 수준에 해석하는 것을 허용했습니다.
Emil Bozin, 서류에 첫번째 저자 Brookhaven 물리학자는, 데이터에 있는 괴상한 행동을 주의하는 첫번째 이고, 무언가와 데이터 인공물이 아닙니다 이었다는 것을 그는 그것을 증명하기 위하여 고집하 일했습니다. "우리가 지금 막 평균 구조를 본 경우에, 우리는 이 효력을 결코 않ㄹ 것입니다. 원자 짝분포 함수의 우리의 분석은 저희에게 매우 현지 전망 - 1개의 특정한 원자에서 그것의 가장 가까운 이웃사람까지 거리 -를 보다는 오히려 다만 평균 줍니다," Bozin는 말합니다. 상세한 분석은, 물자 주어진 온열 장치로, 이 거리가 개별적인 원자가 전치해 되고 있었다는 것을 표시하는 작은 가늠자 - 대략 0.025 나노미터 -에 변경하고 있었다는 것을 제시했습니다.
과학자는 난방에 이 진지변환의 출현을 설명하기 위하여 만화 영화를 만들었습니다. 그것에서는, 진지변환은 화살에 의해 작은 쌍극자 같이 이리저리 튀기는 때, 또는 변동합니다, 원자의 변경 오리엔테이션을 표시하기 위하여 나타납니다.
과학자에 따르면, 전기로 백열에 물자의 능력에 중요한 이 무작위 튀기는 행동입니다.
"나무가 줄에서 일렬로 늘어서는 정돈되어 있는 사과 과수원,"는 보다는 무질서한 나무를 통해서 움직이는 것은 어렵다 무작위로 튀기는 쌍극자 물자를 통해서 열의 운동을 같은 점에서 방해합니다 Billinge는 말합니다. "이 낮은 열 전도도 큰 온도 기울기가 열전 속성에 결정적."는인 견본을 통해 유지되는 것을 허용합니다,
열이 물자의 1개의 측에 의하여 과 접촉할 때 - 차의 배기 장치에서, 말하십시오 - 기온변화도는 열전 물자 (예를들면, 전자)에 있는 최신 측에서 찬 측에 확산하기 위하여 전하 운반체가 원인이 될 것입니다. 이 열로 유도한 전류를 붙잡는 것은 사용에 "폐기물" 열을 둘 수 있었습니다.
이 연구는 변동 쌍극자의 실존에 좋은 열전 반응을 연결하기 때문에, 과학자가 특별하은 속성을 가진 그밖 열전 물자를 찾을 것을 도울 수 있습니다.
"우리의 다음 단계 이 비발한 상전이를 보여주는 새로운 물자를 찾아, 그리고 이 행동을 위한 그밖 구조상 서명을 찾아내기,"는 Billinge는 말했습니다. "저희가 nanoscale 구조물을 시험하는 것을 허용하는 새로운 도구는 이 연구에 필수적입니다.
"nanoscale에 복잡한 물자의 그 같은 연구 결과 우리가 에너지에 있는 문제를 해결하는 것을 노력하는 변화시키는 힘이 있는 과학 기술의 획기적인 돌파구, 건강 및 환경의 많은 것에 쥐고있습니다 키를."는
근원: http://www.bnl.gov/