Les chercheurs ont découvert un phénomène surprenant dans le matériel Binio3: Lorsqu'elles sont soumises à une forte pression à basse température, ses charges électriques bien fixées sont perturbées, conduisant à un état de « verre de charge » désordonné.
L'étude est publiée dans la revue Communications de la nature.
Cette découverte offre de nouvelles informations sur la façon dont les matériaux réagissent aux conditions extrêmes, ouvrant potentiellement la voie à de nouveaux matériaux avancés avec des propriétés uniques et utiles.
Binio3un membre de la famille de l'oxyde de pérovskite, est connu pour sa distribution de charge et son arrangement structurel distinctif. Dans des conditions normales, il maintient un ordre chronique spécifique d'ions bismuth (bi3+ et bi5+).
Lorsque la pression est augmentée à 3 gigapascals, cette structure ordonnée commence à «fondre», provoquant un transfert de charge entre le bismuth et les ions nickel. À mesure que la pression augmente davantage, entre 4 et 5 gigapascals et des températures inférieures à 200 Kelvin, ce modèle ordonné s'effondre, résultant en un état de « verre de charge ».
Cet état se caractérise par une distribution aléatoire des charges électriques, similaire à la façon dont certains matériaux perdent leur structure cristalline sous pression. Notamment, lorsqu'il est chauffé sous pression, binio3 transitions vers un état métallique, accompagnée d'une réduction du volume, un phénomène appelé expansion thermique négative.
Ces comportements inhabituels et les transitions de phase présentent une interaction unique entre la pression, la température et les propriétés électriques.
« Ces transformations – y compris le transfert de charge, la disproportion des charges et l'amorphisation des charges – offrent de nouvelles possibilités de conception de matériaux avec des propriétés inhabituelles, telles que l'expansion thermique négative, l'effet magnétocalorique, etc. », a déclaré le Dr Wei-Tin Chen, l'un des principaux auteurs de la recherche.
« La capacité de manipuler la disposition des charges électriques par des variations de pression et de température pourrait entraîner des innovations dans les dispositifs électroniques, les capteurs et les autres technologies qui s'appuient sur un contrôle précis des propriétés des matériaux. »
