Dispositivo em escala micro fabricado de TaGeIr policristalino:(a) microscopia eletrônica de varredura de espécime sintetizado com regiões monofásicas de TaGeIr (retângulos laranja), (b) dispositivo em escala micro para medição de resistividade, e (c) dados de resistividade, revelando a natureza semicondutora de TaGeIr. Crédito:MPI CPfS
As propriedades físicas e químicas dos compostos intermetálicos são governadas pela estrutura real dos materiais sintetizados e são fortemente influenciadas pelas imperfeições estruturais, por exemplo. cepa, deslocamentos, e presença de fases de mistura. Isso leva a relatórios inconsistentes para materiais conhecidos e amplamente estudados.
Entre esses compostos está TaGeIr, que cristaliza com o tipo de estrutura MgAgAs. Para entender a origem de relatórios conflitantes no TaGeIr, cientistas do MPI CPfS e da Northwestern University investigaram o desvio da estrutura cristalina do modelo ideal de MgAgAs, possibilidade de fora da estequiometria (presença de faixa de homogeneidade), impacto da rota de síntese na estrutura real, bem como características metalográficas de TaGeIr.
Como resultado deste estudo abrangente, a presença de fases minoritárias (resultantes do equilíbrio de fases no sistema ternário e não homogeneização completa mesmo por tratamento térmico longo) em espécimes TaGeIr foram encontrados para resultar em comportamento metálico extrínseco, bem como no aparecimento de supercondutividade em baixas temperaturas. Para estudar as propriedades intrínsecas do TaGeIr, a fabricação de dispositivos em microescala foi aplicada, e o comportamento semicondutor de TaGeIr foi estabelecido de forma conclusiva.
As propriedades semicondutoras de TaGeIr concordam com os cálculos de estrutura de banda eletrônica, revelando a existência de band gap apenas no caso de estrutura do tipo MgAgAs com átomos de irídio em sítio heterocúbico. O último é consistente com estudos de difração de cristal único.
A pesquisa do Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos (MPI CPfS) em Dresden visa descobrir e compreender novos materiais com propriedades incomuns.
Em estreita cooperação, químicos e físicos (incluindo químicos que trabalham na síntese, experimentalistas e teóricos) usam as ferramentas e métodos mais modernos para examinar como a composição química e o arranjo dos átomos, bem como forças externas, afetam o magnético, propriedades eletrônicas e químicas dos compostos.
Densidade eletrônica de estados de modelos TaGeIr otimizados com Ir, Átomos Ge e Ta no sítio Wyckoff 4c heterocúbico com arranjos atômicos correspondentes. Crédito:MPI CPfS
Novos materiais quânticos, fenômenos físicos e materiais para conversão de energia são o resultado desta colaboração interdisciplinar.
