Ein neues magnetostriktives Material

Ein neues Arsenid mit zwei magnetischen Phasen zeigt aufgrund der Flexibilität seiner Kristallstruktur ein unkonventionelles thermoelastisches Verhalten.

Auf den Punkt gebracht:

• Ein neues Quantenmaterial: Es wird eine starke negative Wärmeausdehnung beobachtet.
• Besondere Kristallstruktur: Innerhalb desselben Gitters treten unterschiedliche thermoelastische Reaktionen auf.
• Mögliche Anwendungsmöglichkeiten: Die Studie identifiziert dieses und verwandte Systeme als Weg zu Materialien mit einstellbaren thermoelastischen Eigenschaften.

Ein internationales Forschungsteam hat ein neues Material mit unkonventionellem thermoelastischem Verhalten identifiziert. Die starke Kopplung zwischen Kristallstruktur und Magnetismus in SmFe₅As₃ führt zu einem ungewöhnlichen Volumenverhalten, das durch Änderungen der Temperatur oder des Magnetfelds gesteuert wird. Sein magnetisches Verhalten wird von zwei unterschiedlichen magnetischen Untergittern (Sm und Fe) bestimmt, was zu einer positiven, negativen und sogar nahezu nulligen thermischen Ausdehnung entlang der [010] - Richtung des nadelförmigen Kristalls führt. Der bemerkenswerteste Effekt ist ein Bereich mit einer enormen thermischen Ausdehnung, der zwischen 42 und 100 K beobachtet wird, wo die Ausdehnung Werte von bis zu 2500 × 10^-6 erreicht – ein Wert, der mit Materialien vergleichbar ist, die derzeit in Anwendungen eingesetzt werden.

Diese Arbeit etabliert SmFe₅As₃ als neue Plattform für eine einstellbare thermische Ausdehnung. Die Entdeckung dieses besonderen Materials vertieft nicht nur unser Verständnis des Magnetismus, sondern eröffnet auch einen potenziellen Weg für Anwendungen.

Diese Arbeit wurde in der Angewandte Chemie International Edition als Titelbild veröffentlicht

und hervorgehoben in Hot Topic: Magnetic Materials.

 

MPI CPfS, ES