Учёный Карнеги является первым, кто нашёл условия, при которых оксид никеля может превратиться в проводящий электричество металл. Оксид никеля является одним из первых соединений, чьи электронные свойства должны были быть изучены, но до сих пор учёные не могли индуцировать металлическое состояние. Соединение становится металлом, только при огромном давлении, превышающем в 2,4 миллиона раз атмосферное давление (240 гигапаскалей), сообщает «SciencePlanet.ru».
«Физики предсказывали, что в течение десятилетий, оксид никеля совершит переход от изолятора — соединение, которое не проводит электричество, до металла, но ранее их прогнозы не могли быть доказаны», — отметил руководитель группы Виктор Стружкин из «Carnegie’s Geophysical Laboratory». «Это новое открытие являлось целью в физике, которое имеет значение выше, чем достижение металлического водорода».
Внешние оболочки атомов содержат так называемые валентные электроны, которые играют весомую роль в электрических и химических свойствах. Металлы, как правило, имеют от одного до трёх валентных электронов, а неметаллы — от пяти до семи лет. Металлы являются хорошими проводниками электричества, потому что валентные электроны слабо связаны между собой, в результате чего электроны могут свободно проходить через материал.
Оксид никеля — это то, что называют оксидом переходного металла, который, несмотря на частично заполненную внешнюю оболочку электронами, остаётся диэлектриком. Учёные поместили тонкие образцы кристаллов, не более одного микрона толщиной в специально разработанные алмазные ячейки. Измерения были произведены с помощью четырёх проводков, сделанных из фольги. Учёные смогли измерить снижение электронного сопротивления при давлении в 1,3 миллиона атмосфер (130 гигапаскалей). При давлении в 2,4 миллиона атмосфер произошло резкое, трёхкратное понижение величины электронного сопротивления, что указывает на переход от полупроводника в металлическое состояние. Металлическая часть материала была зафиксирована в области высокого сжатия.
«Этот факт является важным и поможет лучше изучить современные электронные материалы», — сказал Александр Гаврилюк, главный автор публикации и учёный из «Геофизической лаборатории Карнеги» (Carnegie’s Geophysical Laboratory). «Также, этот прорыв приближает нас к конечной цели конденсированного вещества — таким образом мы сможем предсказать свойства новых материалов, а затем перейти к их практическому использованию», — добавил Гаврилюк.
Данное открытие было опубликовано в журнале «Physical Review Letters».