바이로이트 대학의 연구팀은 국제 파트너와 함께 고압 및 고온 연구의 경계를 우주 측정으로 확장했습니다. 처음으로 그들은 1테라파스칼(1,000기가파스칼) 이상의 압축 압력에서 재료를 생성하고 동시에 분석할 수 있었습니다.
그러한 극도로 높은 압력은 예를 들어 천왕성의 중심에 우세합니다. 그들은 지구 중심에서 압력의 3배 이상입니다. 네이처(Nature) 저널에서 연구원들은 새로운 재료의 합성 및 구조 분석 방법을 제시합니다.
이론적인 모델은 극한의 압력과 온도 조건에서 재료의 매우 특이한 구조와 특성을 예측합니다.
그러나 지금까지 이러한 예측은 200기가파스칼 이상의 압축 압력에서의 실험에서 검증되지 않았습니다.
이러한 극한의 압력을 재료 샘플에 적용하기 위해서는 복잡한 기술적 요구 사항이 필요하고 동시에 구조 분석을 동시에 수행할 수 있는 정교한 방법이 없었습니다.
따라서 수행된 실험은 고압 결정학에 대한 완전히 새로운 가능성을 열어줍니다. 이제 실험실에서는 광대한 우주에서 극도로 높은 압력에서만 존재하는 물질을 만들고 연구하는 것이 가능합니다.
우리가 개발한 방법은 처음으로 테라파스칼 범위의 새로운 물질 구조를 합성하고 그 자리에서, 즉 실험 중에 분석할 수 있게 해줍니다. 이러한 방식으로 우리는 이전에 알려지지 않은 결정의 상태, 속성 및 구조에 대해 배우고 일반적으로 물질에 대한 이해를 크게 심화할 수 있습니다. 바이로이트 대학(University of Bayreuth)의 BGI(Bavarian Geo-Institute)의 Leonid Dubrovinsky 교수는 지구 행성 연구와 혁신적인 기술에 사용되는 기능성 재료 합성에 대한 귀중한 아이디어를 얻을 수 있다고 설명합니다.
새로운 연구에서 과학자들은 개방형 방법을 사용하여 현장(현장)에서 새로운 레늄 화합물을 생성하고 시각화한 방법을 보여줍니다. 고려 중인 화합물은 새로운 질화 레늄(Re₇N3)과 레늄과 질소의 합금입니다.
이 재료는 레이저 빔으로 가열된 2단계 다이아몬드 모루 셀에서 극한의 압력에서 합성되었습니다. 싱크로트론 단결정 X선 회절은 완전한 화학적 및 구조적 특성화를 가능하게 했습니다.
2년 반 전에 우리는 매우 높은 압력에도 견딜 수 있는 레늄과 질소를 기반으로 한 초경량 금속 전도체를 만드는 데 성공했을 때 매우 놀랐습니다. 테라파스칼 범위에서 고압 결정학을 적용하면 미래에 이 방향에서 새롭고 놀라운 발견을 할 수 있습니다. 이제 극한의 압력에서 예기치 않은 구조를 생성하고 시각화하는 재료에 대한 창의적인 연구의 문이 활짝 열려 있습니다.”라고 바이로이트 대학 결정학 연구소의 Natalia Dubrovinskaya 교수가 말했습니다.
이번 연구는 네이처 저널에 게재됐다.
2022-05-12 13:58:41
작가: Vitalii Babkin