p Entre as aulas de química, gemas, e eletrônicos, a ideia de cristais, isso é, substâncias com um arranjo ordenado e periódico de átomos é bastante comum. Mas cerca de 40 anos atrás, uma estranha partícula foi descoberta por cientistas que ainda não se tornou comum em nosso mundo:os quasicristais. Estas são estruturas com curiosos arranjos atômicos, que, embora superficialmente semelhantes aos cristais, falta periodicidade apesar de ser solicitado. Por causa de suas estruturas, os quasicristais exibem simetrias proibidas aos cristais e são dotados de propriedades interessantes que os cristais não podem mostrar, como alta resistência ao fluxo de calor, fluxo de corrente, e corrosão. p Desde sua descoberta, os quasicristais foram pesquisados ​​extensivamente por cientistas de materiais em todo o mundo. Devido à sua raridade, os cientistas frequentemente recorrem ao estudo de modelos que os imitam, chamados de approximants. Recentemente, em uma classe de aproximantes à base de ouro, chamados de "aproximados do tipo Tsai", a presença de ordem magnética foi detectada, cujo tipo pode ser controlado pela composição dos aproximados - uma possibilidade empolgante para os cientistas materiais explorarem.

p Em tais aproximações de complexidade crescente, como aquele composto de ouro (Au), alumínio (Al), e térbio (Tb), a ordem magnética foi considerada antiferromagnética, onde cada íon no cristal atua como um pequeno ímã com seus pólos opostos aos de seus vizinhos. Em um novo estudo publicado em Revisão Física B, Prof. Ryuji Tamura da Universidade de Ciência de Tóquio (TUS), Japão, junto com seus colegas Sam Coates da TUS, e Hem Raj Sharma e Ronan McGrath da Universidade de Liverpool, explorou a estrutura atômica da superfície antiferromagnética deste aproximante tipo Tsai. Prof. Tamura, quem liderou o estudo, diz:"Aproximants de Tsai baseados em Au são pouco pesquisados ​​em comparação com suas contrapartes baseadas em prata (Ag), particularmente no campo das ciências de superfície. Compreender as estruturas desses materiais do tipo Tsai permitirá interpretações aprofundadas de suas propriedades específicas, como transições magnéticas, recursos eletrônicos, e supercondutividade. "Seu estudo produziu resultados inesperados.

p Os blocos de construção dos aproximados do tipo Tsai são "clusters do tipo Tsai", cascas poliédricas cujo número de lados depende da variante do aproximante. Em seu estudo, A equipe do Prof. Tamura escolheu uma variante 1/1 do aproximante Au-Al-Tb em que uma unidade tetraédrica foi encerrada dentro de um dodecaedro, icosaedro, icosidodecaedro, e triacontaedro rômbico. Os átomos de Tb ocuparam os vértices do icosaedro enquanto os átomos de Au / Al ocuparam os vértices das conchas restantes.

p Os cientistas examinaram uma superfície específica de um único cristal de 1/1 Au-Al-Tb usando um microscópio de tunelamento de varredura (STM) e apoiaram suas observações com cálculos da teoria funcional da densidade (DFT).

p Eles descobriram que a superfície tinha uma estrutura peculiar em forma de terraço, com os terraços terminando em planos contendo átomos de Tb e uma altura de degrau que, Interessantemente, pareceu minimizar o número de icosaedros incompletos. Além disso, eles descobriram que a estrutura do terraço dependia do sinal da tensão de polarização aplicada à amostra. Embora em viés positivo, os átomos de Tb mostraram um arranjo romboédrico ou hexagonal, polarização negativa revelou que os átomos de Au / Al estão dispostos em uma estrutura linear em linha, um tipo de mudança não observada em um material do tipo Tsai antes. "Como este é o primeiro material do tipo Tsai a mostrar tal esquema, precisamos investigar mais os tipos de Tsai baseados em Au para avaliar se a composição química tem um papel a desempenhar na estrutura da superfície, "comenta o Prof. Tamura. As observações foram consistentes com os cálculos DFT.

p Embora os quasicristais tenham encontrado várias aplicações, variando de instrumentos cirúrgicos, LEDs para frigideiras antiaderentes, eles estão longe de ser bem compreendidos e as descobertas recentes em estruturas semelhantes a quasicristais servem para sugerir as possibilidades exóticas inexploradas que abrigam. "A estrutura única da superfície do tipo Tsai sugere que os quasicristais podem ser usados ​​como um modelo para a adsorção molecular na criação de filmes finos semicondutores orgânicos, "O Prof. Tamura diz." A compreensão de como a mudança da estrutura corresponde ao magnetismo pode abrir portas para novas aplicações, " ele adiciona.

p Uma coisa é certa:o quasicristal é um pouco mais claro!