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

القوات المسلحة اليمنية: رداً على العدوان السعودي نفذنا عمليتين عسكريتين نوعيتين الأولى استهدفت هدفاً حساساً في الرياض


مصادر فلسطينية: قوات الاحتلال تقتحم بلدة بلعا شمال مدينة طولكرم


حماس: إنكار المجرم نتنياهو للإبادة الممنهجة التي ارتكبها في القطاع تكذّبه التقارير الأممية


عمدة نيويورك: نتنياهو استغل خطابه بالأمم المتحدة لتكرار أكاذيب تهدف لتبييض إبادة الفلسطينيين التي ارتكبها


رويترز: مجلس الشيوخ الأميركي يرفض بأغلبية 50 صوتا مقابل 49 مشروع قانون يقيد صلاحيات ترامب بشأن إيران


العميد سريع: العملية الثانية استهدفت شركة أرامكو في ينبع بعدد من الصواريخ الباليستية والمسيرات وحققت العمليتان أهدافهما بنجاح


القوات المسلحة اليمنية: نفذنا عمليتين عسكريتين نوعيتين الأولى استهدفت هدفا حساسا في العاصمة السعودية الرياض


إستخبارات الحرس: إيران قيدت حرية الحركة الأميركية وغيرت معادلات الميدان


مجلس الشيوخ الامريكي يفشل في تمرير "قانون صلاحيات الحرب" الذي يطالب بإنهاء الحرب الأميركية على إيران


قاليباف لوزير الخزانة الأميركي: مبارك لكم تسجيل عائدات السندات مستويات قياسية


الأكثر مشاهدة

الخطوط الجوية الفرنسية: تعليق الرحلات من الرياض وإليها حتى 28 سبتمبر


الخارجية الإيرانية: عراقجي التقى نظيره الكوري الجنوبي على هامش أعمال الجمعية العامة للأمم المتحدة في نيويورك


عراقجي ونظيره الكوري الجنوبي تبادلا وجهات النظر بشأن العلاقات الثنائية وسبل تعزيز العلاقات والتعاون


الحشود في ساحات طهران هتفت دعما للرئيس الإيراني مسعود بزشكيان شاكرةً إياه على كلمته في الأمم المتحدة


رئيس هيئة الأركان العامة للقوات المسلحة الإيرانية اللواء علي عبداللهي: الشعب الإيراني بيد الرئيس بزشكيان صفع رئيس أمريكا المجرم أمام أنظار العالم


اللواء عبداللهي: القوات المسلحة الإيرانية بصوت واحد متّحدة في موقفها مع الشعب ورئيس الجمهورية


مصادر اعلامية: غارة جوية سعودية على مديرية مقبنة في محافظة تعز جنوب غرب اليمن


متحدث الحرس الثوري: رئيس الجمهورية اعاد انتاج رسالة اقتدار الشعب الإيراني في قلب نظام الاستكبار


مصادر فلسطينية: إطلاق نار مكثف من دبابات الاحتلال شمال شرقي مخيم البريج وسط قطاع غزة


سي إن إن: 8 بحّارة من مجموعة حاملة الطائرات الأمريكية المشاركة في العمليات العسكرية ضد إيران حاولوا الانتحار


مصدر عسكري يمني: استهداف تحشيدات ومخازن أسلحة للعدو السعودي بمعسكرات الطوال وسقوط العشرات من القتلى والجرحى