Esta figura mostra (a) cátions de elementos alcalinos (1+) e alcalino-terrosos (2+), bem como eu divalente, junto com seus raios iônicos, e (b) As 122 e (c) 1144 estruturas de picotídeos de ferro. As possíveis ordens magnéticas de Fe são mostradas em (d) ordem de faixa e (e) “hedgehog” ou ordem de spin-vórtice. Crédito:Laboratório Ames
Uma colaboração entre cientistas do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA e do Instituto de Física Teórica da Goethe University Frankfurt am Main previu computacionalmente uma série de propriedades exclusivas em um grupo de supercondutores à base de ferro, incluindo superelasticidade à temperatura ambiente.
O Laboratório Ames produziu amostras de um desses materiais de arseneto de ferro com cálcio e potássio, CaKFe 4 Como 4 , e descobriu experimentalmente que, quando colocado sob pressão, a estrutura do material desabou visivelmente.
"É uma grande mudança de dimensão para um material diferente do borracha, e queríamos saber exatamente como esse estado de colapso estava ocorrendo, "disse Paul Canfield, um cientista sênior no Ames Laboratory e um distinto professor e o professor Robert Allen Wright de física e astronomia na Iowa State University.
Por meio de simulações de pressão computacional, os pesquisadores descobriram que o material entrou em colapso em estágios - denominados "fases tetragonais semicerradas" - com a estrutura atômica perto das camadas de cálcio nos materiais colapsando primeiro, seguido pelo colapso da camada de potássio a pressões mais altas. As simulações também previram que esses comportamentos poderiam ser encontrados em materiais semelhantes que ainda não foram testados experimentalmente.
"Este estudo não tem apenas implicações para as propriedades de magnetismo e supercondutividade, pode ter uma aplicação muito mais ampla na elasticidade à temperatura ambiente, "disse Canfield.
Canfield colaborou com Roser Valenti no Instituto de Física Teórica da Goethe University Frankfurt am Main, que serviu como membro do corpo docente anfitrião do Prêmio Humboldt de Canfield em 2014.
Tem sido um prazer para um experimentalista poder acessar as habilidades computacionais cada vez maiores deste grupo teórico para modelar e prever propriedades, "disse Canfield.
A pesquisa é discutida mais detalhadamente no artigo, "Tendências em fases tetragonais semi-colapsadas seletivas de camada induzidas por pressão na família de supercondutores à base de ferro AeAFe 4 Como 4 , "de autoria de Vladislav Borisov, Paul C. Canfield, e Roser Valenti; e publicado como sugestão do editor em Revisão Física B .
