p No mundo da ciência dos materiais, muitos já ouviram falar de cristais - estruturas altamente ordenadas nas quais os átomos são organizados de maneira compacta e periódica (na qual o arranjo atômico se repete). Mas, poucas pessoas sabem sobre quasicristais, que são estruturas únicas com estranhos arranjos atômicos. Como cristais, os quasicristais também estão bem organizados, mas o que é diferente sobre eles é o fato de possuírem uma simetria pentagonal sem precedentes, de modo que o arranjo atômico é altamente ordenado, mas não periódico. p Esta característica distintiva lhes dá propriedades únicas, como alta estabilidade, resistência ao calor, e baixo atrito. Desde sua descoberta há apenas cerca de 30 anos, cientistas em todo o mundo têm tentado compreender as propriedades dos quasicristais, em um esforço para fazer mais avanços na pesquisa de materiais. Mas, Isso não é fácil, já que os quasicristais não são predominantes na natureza. Felizmente, eles têm sido capazes de fazer uso de estruturas semelhantes a quasicristais, chamados de "aproximados do tipo Tsai". A compreensão dessas estruturas em detalhes pode fornecer informações sobre as muitas propriedades dos quasicristais. Uma dessas propriedades é o antiferromagnetismo, em que os momentos magnéticos estão alinhados em uma ordem quase-periódica, notavelmente distinto dos antiferromagnetos convencionais. Esta propriedade nunca foi observada em quasicristais até agora, mas a possibilidade era excitante para cientistas de materiais, pois pode ser uma porta de entrada para uma infinidade de novos aplicativos.

p Em um novo estudo publicado em Revisão Física B:Comunicações Rápidas , uma equipe de cientistas da Universidade de Ciência de Tóquio, liderado pelo Prof Ryuji Tamura, descobriram pela primeira vez que um tipo de aproximante do tipo Tsai exibe uma transição antiferromagnética. Esta foi uma descoberta empolgante, pois sugeria que até mesmo os quasicristais poderiam mostrar tal transição. Os cientistas já sabiam que os aproximados do tipo Tsai têm duas variantes diferentes:1/1 e 2/1 aproximados.

p A principal diferença entre os dois é que 2/1 aproximados contêm uma unidade romboédrica adicional em sua estrutura, que está ausente no tipo 1/1, tornando-os ainda mais ordenados e mais próximos da estrutura dos quasicristais. E é por isso que os cientistas queriam ver as condições nas quais 2/1 aproximados poderiam mostrar antiferromagnetismo; criou a possibilidade de ver essa nova propriedade até mesmo em quasicristais. Prof Tamura diz, "Transições antiferromagnéticas foram observadas em 1/1 aproximantes, mas nós o observamos em uma aproximação de 2/1 pela primeira vez. Isso é interessante porque, ao contrário do aproximante 1/1, o aproximante 2/1 contém todos os componentes necessários para construir um quasicristal. "

p Para dar uma olhada mais de perto nas propriedades magnéticas de 2/1 aproximants, os cientistas sintetizaram ligas metálicas com estrutura cristalina, que continha 1/1 e 2/1 aproximants. Usando um dispositivo chamado dispositivo de interferência quântica supercondutor (SQUID), eles estudaram as condições sob as quais os aproximantes mostraram diferentes propriedades magnéticas. Interessantemente, eles descobriram que um único parâmetro dita a presença de antiferromagnetismo em ambos os tipos de aproximantes. Esta era a razão de elétron por átomo, que diferia ligeiramente nos dois tipos. Ao manipular a razão elétron por átomo, O professor Tamura e sua equipe viram uma "transição" para um estado antiferromagnético em ambos os tipos de aproximantes. Esta propriedade tinha sido vista no tipo 1/1 antes, mas nunca no tipo 2/1. Este foi um desenvolvimento empolgante, como a estrutura altamente ordenada do aproximante 2/1 significava que ele poderia ser usado para gerar quasicristais, tornando este o primeiro estudo a mostrar a possibilidade de quasicristais antiferromagnéticos.

p Elaborando suas descobertas, Prof Tamura diz, "Conseguimos observar, pela primeira vez, transições antiferromagnéticas nos aproximados 1/1 e 2/1 AFM no mesmo sistema de liga. "Ele acrescenta, "Nossa descoberta mostra claramente que a ordem antiferromagnética sobrevive no aproximante 2/1 de ordem superior, que tem todos os blocos de construção para a criação de um quasicristal. "

p A importância dos quasicristais - como em aplicações de rotina, como fazer frigideiras e agulhas para acupuntura e cirurgia - é bem conhecida. Mas, dada a descoberta recente deles, não se sabe muito sobre o que os torna tão únicos. Ao mostrar a existência de antiferromagnetismo em uma estrutura quase-cristalina, O professor Tamura e sua equipe têm potencialmente pavimentado o caminho para maiores desenvolvimentos na pesquisa de quasicristais. O Prof Tamura conclui dizendo:"Os quasicristais antiferromagnéticos nunca tinham sido vistos antes, e essa descoberta tem um grande impacto acadêmico. ”Ele acrescenta, "A possibilidade da existência de quasicristais antiferromagnéticos é um grande passo para decifrar o mistério dos quasicristais."