Esta figura muestra (a) Cationes de elementos alcalinos (1+) y alcalinotérreos (2+), así como Eu divalente, junto con sus radios iónicos, y (b) Las 122 y (c) 1144 estructuras de pnictidas de hierro. Los posibles órdenes magnéticos de Fe se muestran en (d) orden de franjas y (e) orden "hedgehog" o spin-vortex. Crédito:Laboratorio Ames
Una colaboración entre científicos del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Y el Instituto de Física Teórica de la Universidad Goethe de Frankfurt am Main ha predicho computacionalmente una serie de propiedades únicas en un grupo de superconductores basados en hierro. incluida la superelástica a temperatura ambiente.
El laboratorio Ames produjo muestras de uno de estos materiales de arseniuro de hierro con calcio y potasio, CaKFe 4 Como 4 , y descubrió experimentalmente que cuando se somete a presión, la estructura del material colapsó notablemente.
"Es un gran cambio de dimensión para un material que no es similar al caucho, y queríamos saber exactamente cómo estaba ocurriendo ese estado colapsado, "dijo Paul Canfield, un científico senior en el Laboratorio Ames y un Profesor Distinguido y el Profesor Robert Allen Wright de Física y Astronomía en la Universidad Estatal de Iowa.
Mediante simulaciones de presión computacional, Los investigadores descubrieron que el material colapsó en etapas, denominadas "fases tetragonales medio colapsadas", con la estructura atómica cerca de las capas de calcio en los materiales colapsando primero. seguido por el colapso de la capa de potasio a presiones más altas. Las simulaciones también predijeron que estos comportamientos podrían encontrarse en materiales similares que aún no se han probado experimentalmente.
"Este estudio no solo tiene implicaciones para las propiedades del magnetismo y la superconductividad, puede tener una aplicación mucho más amplia en elasticidad a temperatura ambiente, "dijo Canfield.
Canfield colaboró con Roser Valenti en el Instituto de Física Teórica de la Universidad Goethe de Frankfurt am Main, quien se desempeñó como miembro de la facultad anfitriona del Premio Humboldt de Canfield en 2014.
Ha sido un placer como experimentalista poder acceder a las habilidades computacionales cada vez mayores de este grupo teórico para modelar y predecir propiedades, "dijo Canfield.
La investigación se analiza con más detalle en el documento, "Tendencias en fases tetragonales medio colapsadas selectivas de capa inducidas por presión en la familia de superconductores a base de hierro AeAFe 4 Como 4 , "escrito por Vladislav Borisov, Paul C. Canfield, y Roser Valenti; y publicado como sugerencia del editor en Revisión física B .
