Freqüentemente, há uma simetria pronunciada quando você olha para a rede de cristais:não importa para onde você olha - os átomos estão uniformemente dispostos em todas as direções. Este comportamento também seria esperado de um cristal, quais físicos do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), a Universidade de Varsóvia e a Academia Polonesa de Ciências produziram com um composto de um semicondutor de arseneto de índio enriquecido com ferro. O material, Contudo, não aderiu à simetria perfeita. O ferro formado bidimensional, estruturas em forma de lamelar no cristal que eram magnéticas. A longo prazo, o resultado pode ser vital para a compreensão dos supercondutores.

"Usando as possibilidades do nosso Centro de feixe de íons, nós disparamos íons de ferro rápidos em um cristal feito de arseneto de índio, um semicondutor feito de índio e arsênico, "diz o Dr. Shengqiang Zhou, físico do HZDR Institute of Ion Beam Physics and Materials Research. "O ferro penetrou aproximadamente 100 nanômetros de profundidade na superfície do cristal." Os íons de ferro estavam em minoria, constituindo apenas alguns por cento na superfície. Os pesquisadores então dispararam pulsos de luz no cristal usando um laser. Os flashes foram ultracurtos, de modo que apenas a superfície derreteu. "Por muito menos de um microssegundo, os cem nanômetros de topo eram uma sopa quente, enquanto o cristal por baixo permaneceu frio e bem ordenado, "Zhou diz, descrevendo o resultado.

A superfície do cristal resfriou novamente em apenas um piscar de olhos após o bombardeio a laser. Algo incomum aconteceu:a superfície havia basicamente revertido para a estrutura de rede de arsenieto de índio. O resfriamento, Contudo, foi tão rápido que os átomos de ferro não tiveram tempo suficiente para encontrar e ocupar um estado de rede regular no cristal. Em vez de, os átomos de metal juntaram forças com seus pares para formar estruturas notáveis ​​- pequenas, lamelas bidimensionais dispostas em paralelo.

"Foi uma surpresa que os átomos de ferro foram organizados desta maneira, "diz Zhou." Assim, fomos capazes de criar essa estrutura lamelar pela primeira vez globalmente. "Quando os especialistas examinaram o material recém-criado mais de perto, eles determinaram que ele havia se tornado magnético devido à influência do ferro. Os pesquisadores da Polônia e da Alemanha também conseguiram descrever teoricamente o processo e simulá-lo no computador. "Os átomos de ferro se organizaram em uma estrutura lamelar porque este era energeticamente o estado mais favorável que eles poderiam alcançar em um breve período de tempo, "diz o Prof. Tomasz Dietl do Centro Internacional de Pesquisa MagTop da Academia Polonesa de Ciências, resumindo o resultado dos cálculos.

O resultado pode ser relevante em, por exemplo, Noções básicas sobre supercondutores - uma classe de materiais que podem conduzir eletricidade inteiramente sem perdas. "Estruturas semelhantes a lamelas também podem ser encontradas em muitos materiais supercondutores, "explica Zhou." Nosso composto poderia, portanto, servir como um sistema modelo e ajudar a entender melhor o comportamento do supercondutor. "Isso talvez também pudesse servir para otimizar suas propriedades:para que os supercondutores funcionem, eles devem atualmente ser resfriados a temperaturas comparativamente baixas de, por exemplo, menos duzentos graus Celsius. O objetivo de muitos especialistas é aumentar essas temperaturas gradualmente - até que encontrem o material dos sonhos, que perde sua resistência elétrica mesmo em temperaturas ambientes normais.