Une équipe de scientifiques dirigée par l'Université de Nagoya au Japon a détecté une configuration atomique très inhabituelle dans un matériau à foundation de tungstène. Jusqu'à présent, la configuration atomique n'avait été vue que dans le trihydrogène, un ion qui existe entre les systèmes stellaires dans l'espace. Les résultats, publiés dans la revue Mother nature Communications, suggèrent que d'autres études pourraient révéler des composés aux propriétés électroniques intéressantes.




Les atomes qui composent les humains, les arbres et les tables de cuisine se lient généralement en partageant des électrons - pensez aux électrons comme à la colle atomique de la vie. Le physicien appliqué de l'Université de Nagoya, Yoshihiko Okamoto, et ses collègues ont trouvé une model très inhabituelle de cette colle: une molécule triangulaire régulière était formée de trois atomes liés entre eux par deux électrons.

Partage d'électrons inhabituel trouvé dans un cristal froid

«Ce form de liaison n'avait été observé que dans les ions trihydrogène présents dans le matériau interstellaire», explique Okamoto. "Nous étions ravis de voir cette configuration dans un cristal à base de tungstène refroidi."

Les molécules dites de tritungstène ont été découvertes dans des monocristaux d'oxyde de césium et de tungstène (CsW2O6) refroidis en dessous de -58 ° C. Le CsW2O6 conduit l'électricité à température ambiante mais se transforme en matériau isolant lorsqu'il est refroidi en dessous de -58 ° C. C'était un défi d'étudier remark la composition atomique de ce type de matériau alter en réponse à la température. Pour surmonter cela, Okamoto et ses collègues au Japon ont synthétisé des monocristaux très purs de CsW2O6 et les ont bombardés avec des faisceaux de rayons X à température ambiante et -58 ° C.



Les molécules de tungstène dans le cristal conducteur forment des réseaux tridimensionnels de pyramides tétraédriques connectées à leurs cash, connus sous le nom de framework pyrochlore. Les liaisons entre les molécules se forment en raison d'un partage symétrique d'électrons entre elles.

Cependant, lorsque le composé est refroidi, les électrons se réarrangent et deux forms d'atomes de tungstène émergent dans les tétraèdres, chacun avec une «valence» ou un pouvoir de liaison différent avec d'autres atomes. Ceci, à son tour, déforme les longueurs des liaisons de tungstène avec les atomes d'oxygène dans le composé, conduisant à une forme as well as comprimée. Surtout, les atomes de tungstène de valence inférieure forment de petits et grands triangles sur les côtés du tétraèdre de tungstène, avec les molécules de tritungstène très inhabituelles se formant sur les petits triangles. Les trois atomes de tungstène formant les details de ces triangles ne partagent que deux électrons entre eux pour les maintenir liés ensemble.

«À notre connaissance, CsW2O6 est le seul exemple où ce type de development de liaison, où plusieurs atomes ne partagent que quelques électrons, apparaît comme une changeover de phase», explique Okamoto.

L'équipe vise à approfondir les recherches sur les composés avec des structures pyrochloriques, dans le but ultime de découvrir des matériaux aux propriétés nouvelles et intéressantes.