عاجل:

باحثون يكتشفون مادة موصلة وعازلة في نفس الوقت

الجمعة ٣٠ يوليو ٢٠٢١
٠٨:٤٥ بتوقيت غرينتش
باحثون يكتشفون مادة موصلة وعازلة في نفس الوقت اكتشف باحثون مادة فريدة، يمكنها التحول من مادة موصلة للتيار الكهربائي إلى مادة عازلة، حتى في درجة حرارة الغرفة.

العالم-منوعات

واشار موقع روسيا اليوم، إلى أن هذه المادة عبارة عن مركب من المنغنيز والكبريت ((MnS2 ، التي هي في الأساس مادة عازلة، ولكنها تصبح موصلة تحت تأثير الضغط. واكتشف هذه الخاصية علماء من جامعة روتشستر وجامعة نيفادا في لاس فيغاس الأمريكيتين.

وكما هو معروف، تعتمد موصلية المادة على مدى سهولة مرور الإلكترونات الحرة عبر شبكتها البلورية. ومركب كبريتيد المنغنيز هو على شكل بلورات حمراء -سوداء غير قابلة للذوبان في الماء، وهي في الظروف العادية مادة ناعمة عازلة. ولكن عندما ضغط الباحثون على كمية صغيرة منها بحجم قطرة الحبر في سندان من الألماس، تحول كبريتيد المنغنيز إلى الحالة المعدنية وأصبح موصلًا. وبزيادة الضغط على المادة عاد إلى حالته الطبيعية. وجرت هذه التجارب في ظروف درجة حرارة الغرفة 27 درجة مئوية.

ويقول رانجا دياس من جامعة روتشستر، "عادة يبقى المعدن معدنا، ومن المستبعد جدا تحويله إلى مادة عازلة للكهرباء. ولكن هذه المادة تتحول من مادة عازلة، إلى مادة معدنية موصلة وبالعكس. إنها حالة نادرة جدا"؟
واكتشف الباحثون من دراستهم لهذه الحالة الغريبة والنادرة، أن السبب يعود إلى اللف المغزلي (spin)‏ لإلكترونات الشبكة البلورية لكبريتيد المنغنيز. أي أن الإلكترونات تدور حول محورها. ففي الحالة الطبيعية تدور الإلكترونات بسرعة كبيرة ولا تسمح للإلكترونات الأخرى بالاقتراب منها، ولا تسمح لها بالمرور بحرية. لذلك ، تكون للمادة خصائص عازلة.

ولكن عندما تخضع لضغط كبير، تقترب إلكترونات الشبكة البلورية من بعضها البعض وتنخفض سرعة دورانها كثيرا، وتشكل أزواجا من الإلكترونات، ما يتيح الفرصة لمرور الإلكترونات الحرة، لتصبح مادة موصلة للتيار الكهربائي. ومع زيادة الضغط تبقى سرعة الإلكترونات منخفضة، مع ان المادة تصبح عازلة من جديد.

ومن المثير للاهتمام ، أن مقاومة كبريتيد المنغنيز للتيار الكهربائي تنخفض في درجة حرارة الغرفة بصورة حادة، بمقدار 100 مليون مرة، عندما يزداد الضغط على المادة من ثلاثة إلى عشرة غيغا باسكال.

ويعتقد الباحثون، أن الظواهر الجديدة التي اكتشفوها، هي أساسية جدًا، وستجد مكانا في كتب ومناهج الفيزياء المدرسية.

ويقول الباحث أشكان سلامات من جامعة نيفادا في لاس فيغاس، "يثير سلوك الكبريت عند ارتباطه بعناصر أخرى الاهتمام. وهذا أدى إلى اكتشافات رائعة".

وعموما يمكن القول، أن تغير الخصائص الالكترونية للمادة، تحت تأثير الضغط، يمكن استخدامها في وحدات الذاكرة الوميضية (USB flash drive)، و القرص الصلب.

0% ...

آخرالاخبار

الكرملين: ما نشرته وسائل إعلام غربية عن تقديم مدير وكالة الاستخبارات المركزية الأمريكية مقترحا لعقد لقاء ثلاثي يجمع الرئيسن ترامب وزيلينسكي مجرد شائعات


سوق النفط الأميركي تحترق في نار العدوان علی ايران


المرصد السوري: الاشتباكات اندلعت عقب استهداف "قوات حكومة دمشق المؤقتة" محيط نقطة عسكرية تابعة "للحرس الوطني" على محور منطقة النقل في محيط السويداء


المرصد السوري: اشتباكات عنيفة بين "الحرس الوطني" والقوات الحكومية لدمشق شمال غربي السويداء


مصادر فلسطينية: اندلاع مواجهات في بلدة "بيت فجار" جنوب بيت لحم وقوات الاحتلال تُطلق قنابل الصوت والغاز


ايران تتوعد برد أکبر بعشر مرات ضد أي عدوان أمريکي جديد


هيئة الأركان العامة للقوات المسلحة الايرانية وقيادة مقر خاتم الأنبياء (ص): لا تختبروا مجددا الإرادة القوية للقوات المسلحة والشعب الإيراني  


مقر خاتم الأنبياء (ص): حرس الثورة والجيش سيستهدفان معا أي جهة ينطلق منها العدوان الأميركي على إيران


مقر خاتم الأنبياء (ص): القوات المسلحة الإيرانية ستستهدف بشكل ساحق مصدر أي عدوان أميركي


مقر خاتم الأنبياء (ص): لا خيار أمام الجيش الأميركي المعتدي سوى مغادرة المنطقة


الأكثر مشاهدة

تاكر كارلسون: يجب عزل ترامب فورًا إذا فكّر في استخدام السلاح النووي


وعود الدولة تصطدم بنار الإحتلال في جنوب لبنان!


رئیس الوزراء الهندي: سنوسّع العلاقات التجارية مع إيران


مولد النبي يوحّد القلوب.. احتفالات شعبية واسعة في إيران


إنهيار الجيش الذي لا يُقهر: جنوده ينهارون تحت وطأة الحرب!


بلومبرغ: الجمهوريون الذين أوصلوا ترامب إلى البيت الأبيض بوعودٍ بكبح التضخم وإبعاد الولايات المتحدة عن الصراعات الخارجية، يخشون الآن من تراجع شعبيته مع ارتفاع أسعار الوقود ومعدلات التضخم


إصابة شاب برصاص جيش الاحتلال في منطقة التوام شمال غربي مدينة غزة


قناة "كان" العبرية: السعودية حاولت إقناع الولايات المتحدة بقيادة حملة عسكرية ضد أنصار الله في اليمن إلا أن واشنطن رفضت الطلب السعودي


"برس تي في" عن مصدر إيراني أمني: واشنطن تحاول تصوير المسار الجنوبي في هرمز على أنه يعمل بصورة طبيعية وسلسة


"برس تي في" عن مصدر إيراني أمني: عمليات إيران الرامية إلى إبقاء مضيق هرمز مغلقاً حقيقية خلافاً للروايات الأميركية الكاذبة


"برس تي في" عن مصدر إيراني أمني: من استهداف السفن التي تنتهك الترتيبات ومن تغيير ناقلات النفط مساراتها يتضح استجابة للتحذيرات