Dispositivo a microscala fabbricato in TaGeIr policristallino:(a) microscopia elettronica a scansione di campioni sintetizzati con regioni monofase di TaGeIr (rettangoli arancioni), (b) dispositivo a microscala per la misurazione della resistività, e (c) dati di resistività, rivelando la natura semiconduttiva di TaGeIr. Credito:MPI CPfS
Le proprietà fisiche e chimiche dei composti intermetallici sono governate dalla struttura reale dei materiali sintetizzati e sono fortemente influenzate dalle imperfezioni strutturali, per esempio. sforzo, dislocazioni, e presenza di fasi di miscelazione. Ciò porta a rapporti incoerenti per materiali noti e ampiamente studiati.
Tra questi composti c'è TaGeIr, che cristallizza con il tipo di struttura MgAgAs. Per comprendere l'origine dei rapporti contrastanti su TaGeIr, scienziati di MPI CPfS e Northwestern University hanno studiato la deviazione della struttura cristallina dal modello MgAgAs ideale, possibilità di fuori stechiometria (presenza di range di omogeneità), impatto del percorso di sintesi sulla struttura reale, così come le caratteristiche metallografiche di TaGeIr.
Come risultato di questo studio completo, la presenza di fasi minoritarie (derivanti dagli equilibri di fase nel sistema ternario e dall'omogeneizzazione non completa anche con lunghi trattamenti termici) nei campioni di TaGeIr sono risultati comportare un comportamento metallico estrinseco, così come in apparenza di superconduttività a basse temperature. Per studiare le proprietà intrinseche di TaGeIr, è stata applicata la produzione di dispositivi su microscala, e il comportamento semiconduttore di TaGeIr è stato definitivamente stabilito.
Le proprietà dei semiconduttori di TaGeIr concordano con i calcoli della struttura elettronica della banda, rivelando l'esistenza del band gap solo in caso di struttura di tipo MgAgAs con atomi di iridio in sito eterocubico. Quest'ultimo è coerente con gli studi di diffrazione da cristallo singolo.
La ricerca presso l'Istituto Max Planck per la fisica chimica dei solidi (MPI CPfS) di Dresda mira a scoprire e comprendere nuovi materiali con proprietà insolite.
In stretta collaborazione, chimici e fisici (compresi i chimici che lavorano alla sintesi, sperimentali e teorici) utilizzano gli strumenti e i metodi più moderni per esaminare come la composizione chimica e la disposizione degli atomi, così come le forze esterne, influenzare il magnetico, proprietà elettroniche e chimiche dei composti.
Densità elettronica degli stati dei modelli TaGeIr ottimizzati con Ir, Atomi di Ge e Ta sul sito eterocubico di Wyckoff 4c con corrispondenti disposizioni atomiche. Credito:MPI CPfS
Nuovi materiali quantistici, fenomeni fisici e materiali per la conversione energetica sono il risultato di questa collaborazione interdisciplinare.
