वैज्ञानिकों ने सबसे पहले फेरोमैग्नेटिज्म की खोज की

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वैज्ञानिकों ने सबसे पहले फेरोमैग्नेटिज्म की खोज की

इकोसाहेड्रल क्वासिक क्रिस्टल लंबी दूरी के चुंबकीय अनुक्रमों को प्रकट करते हैं। साभार: टोक्यो विज्ञान विश्वविद्यालय

QCrystals (QCs) की खोज के बाद से, ऐसे ठोस पदार्थ जो अपने लंबी दूरी के क्रम में क्रिस्टल की नकल करते हैं लेकिन समय-समय पर कमी होती है, वैज्ञानिकों ने उनकी विशिष्ट संरचना से जुड़े भौतिक गुणों की खोज की है। अब, टोक्यो यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस के नेतृत्व में शोधकर्ताओं के एक अंतरराष्ट्रीय समूह ने क्यूसी में आईकोसाहेड्रल समरूपता के साथ लंबी दूरी की चुंबकीय अनुक्रम की सूचना दी है जो एक निश्चित तापमान के नीचे फेरोमैग्नेटिज्म को परिवर्तित करता है।


1984 में, एक एल्यूमीनियम-मैंगनीज मिश्र धातु के नियमित निरीक्षण से एक विचित्र विसंगति का पता चला, जिसे पहले क्रिस्टल-असंभव – पांच गुना घूर्णी समरूपता माना जाता था। क्यूसी की खोज, जिसे बाद में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया, ने दिखाया कि इसका क्रम “क्वासिपरियोडिक” है, जिससे क्रिस्टल में कुछ अजीब समरूपता अनुपस्थित होती है। तब से, QC जबरदस्त वैज्ञानिक रुचि का विषय रहा है।

लेकिन उनके संभावित अनुप्रयोग अनिश्चित रहते हैं क्योंकि उनके लंबी दूरी के अर्ध-आवधिक अनुक्रमों का प्रतिनिधित्व करने के लिए कोई भौतिक गुण नहीं पाए गए हैं, जैसे लंबी दूरी की चुंबकीय अनुक्रम। अब तक, बस इतना ही।

में प्रकाशित एक नए अध्ययन में अमेरिकी रसायन सोसाइटी का जर्नल, टोक्यो यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस (टीयूएस) के प्रोफेसर रूजी तमुरा, तोहोकू विश्वविद्यालय के प्रोफेसर ताकू जे। रिपोर्ट सातो और ऑस्ट्रेलियाई परमाणु विज्ञान और प्रौद्योगिकी संगठन और सिडनी विश्वविद्यालय के प्रोफेसर मैक्सिम अवदेव के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक वैश्विक टीम द्वारा बनाई गई थी। icosahedral quasicrystals (i QCs या QCs पांच गुना घूर्णी समरूपता के साथ) की लंबी दूरी की फेरोमैग्नेटिक अनुक्रमों का पहला अवलोकन। टीयूएस में तमुरा प्रयोगशाला के सदस्यों असुका इशिकावा और शिंटारो सुजुकी ने भी परियोजना में अमूल्य योगदान दिया।

तैमूर कहते हैं, “फेरोमैग्नेटिक आई क्यूसी का यह सफल संश्लेषण हमारी प्रयोगशाला में 10 साल से अधिक के शोध की परिणति है। पहला कदम आखिरकार उठाया गया है। इस फेरोमैग्नेटिक क्यूसी के गुणों की व्याख्या करने से इसके विकास में काफी मदद मिलेगी। विज्ञान। “

चुंबकीय क्रम के चार मुख्य प्रकार हैं: लौह चुंबकत्व, प्रतिचुंबकत्व, अनुचुंबकत्व और प्रतिचुंबकत्व। अनुमानित क्रिस्टल (एपी) में एंटीफेरोमैग्नेटिक और फेरोमैग्नेटिक ट्रांज़िशन की खोज – कुछ हद तक संबंधित क्यूसी के समान संरचना वाले क्रिस्टल जिनका अध्ययन पारंपरिक तकनीकों का उपयोग करके किया जा सकता है – ने अनुसंधान टीम को चुंबकीय रूप से ऑर्डर किए गए क्यूसी को खोजने के लिए प्रेरित किया। तैयार। सोना (Au), गैलियम (Ga) और गैडोलिनियम (Gd) और सोना, गैलियम और टेरबियम (Tb) की मिश्र धातुएँ। पारंपरिक एक्स-रे विवर्तन का उपयोग करते हुए, उन्होंने Au-Ga-Gd और Au-Ga-Tb दोनों के लिए icosahedral quasicrystal चरण के गठन का अवलोकन किया।

फिर उन्होंने चुंबकीय संवेदनशीलता और सटीक गर्मी माप का उपयोग करके दो क्यूसी के गुणों की जांच की। उन्होंने पाया कि दोनों मिश्र धातुओं ने 23 K (Gd i QC) और 16 K (Tb i QC) पर फेरोमैग्नेटिक चरण संक्रमण दिखाया, जो लंबी दूरी के चुंबकीय अनुक्रमों के हस्ताक्षर हैं। इन परिणामों को और अधिक मान्य करने के लिए, उन्होंने ECHIDNA (ANSTO, ऑस्ट्रेलिया) और ISSP-GPTAS (JRR-3, जापान) का उपयोग करके न्यूट्रॉन विवर्तन प्रयोग किए, और विभिन्न तापमानों पर i QCs के न्यूट्रॉन विवर्तन पैटर्न का अवलोकन किया। उन्होंने अपने संबंधित संक्रमण तापमान के नीचे प्रमुख ब्रैग चोटियों का अवलोकन किया, जो i QCs की फेरोमैग्नेटिक प्रकृति की पुष्टि करता है।

चुंबकीय i QC को संश्लेषित करने के प्रयासों के परिणामस्वरूप अब तक “स्पिन-ग्लास जैसी ठंड” हुई है, जो कि अनियमित चुंबकीय स्थितियों की विशेषता है। इस अध्ययन में लंबी दूरी के फेरोमैग्नेटिक ऑर्डर की खोज में सामग्री के भौतिक गुणों के परिदृश्य के बाहर के परिणाम शामिल हैं और संबंधित चुंबकीय सामग्री के लिए द्वार खोलते हैं। तमुरा कहते हैं, “फेरोमैग्नेटिक क्यूसी की क्रिस्टल समरूपता परंपरागत आवधिक क्रिस्टल की तुलना में काफी अधिक है, जो उन्हें अल्ट्रासॉफ्ट चुंबकीय सामग्री के रूप में लागू करना संभव बनाती है।”

QC में लंबी दूरी के चुंबकीय अनुक्रम को खोजने में दशकों लग गए। जैसे-जैसे अधिक शोध आगे बढ़ता है, दुनिया को यह देखने में देर नहीं लगेगी कि उनकी खोज में क्या शामिल है।


नए अध्ययन से क्वासिक क्रिस्टल जैसी संरचनाओं में अद्वितीय चुंबकीय संक्रमण का पता चलता है


और जानकारी:
रयूजी तमुरा एट अल, इकोसाहेड्रल क्वासिक क्रिस्टल में लंबी दूरी के चुंबकीय आदेश का प्रायोगिक अवलोकन, अमेरिकी रसायन सोसाइटी का जर्नल (2021)। डीओआई: 10.1021 / jacs.1c09954

तोहोकू विश्वविद्यालय द्वारा प्रदान किया गया

उल्लेख: वैज्ञानिकों ने 23 नवंबर, 2021 को https://phys.org/news/2021-11-scientists-ferromagnetic-quasicrystals.html से प्राप्त पहले फेरोमैग्नेटिक क्वासिक क्रिस्टल (22 नवंबर, 2021) की खोज की।

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