Жесткое рентгеновское излучение раскрывает внутреннюю структуру кристаллов
Ученые из Красноярского научного центра СО РАН совместно с коллегами из Москвы, Франции и Израиля разработали новый метод для визуализации структурных характеристик в нецентросимметричных материалах. Ученым удалось рассмотреть домены – структурные элементы кристаллов размером в несколько сотен микрон, которые раньше никому не удавалось увидеть.
Для того, чтобы получить такое высокое разрешение, поляризованные рентгеновские лучи с помощью микрофокусирующей оптики направляли на определенную точку в кристалле.
Ученые изучали кристаллы ферробората самария – материала, который обладает большим магнитоэлектрическим эффектом и является перспективным кандидатом для использования в запоминающих устройствах. Они установили, что типичный размер доменов составляет несколько сотен микрон, и что кристалл ферробората самария является двойниковым – то есть представляет собой два кристалла, соединенных в один. При этом домены кристаллов были ориентированы зеркально. Они были сформированы по спирали, закручиваясь в одном кристалле в правую, а в другом – в левую сторону.
Оказалось, что двойниковость кристалла уменьшала его магнитоэлектрический эффект.
Материалы со сложной доменной структурой удается изучать исключительно с помощью жесткого рентгеновского излучения, проникающая способность которого очень высока.
«Разработанный нами метод может быть мощным инструментом для улучшения качества материалов с нецентросимметричными структурами. Кроме того, он поможет понять механизм магнитоэлектрической связи в различных ферромагнитных кристаллах. Если понять расположение доменов и потом, соответственно, научиться управлять их ростом, то можно будет не просто прогнозировать, а увеличивать и усиливать свойства материала, добиваться новых эффектов, которые потом будут применяться в электронике. Развитие подобных методов в настоящеевремя является крайне актуальной задачей, поскольку они будут применяться на установках класса «megascience», разрабатываемых в России. Например, синхротрон СКИФ в Новосибирске, в создании которого участвуют и исследователи из нашего центра, РИФ на острове Русский и СИЛА в Московской области», – объявил кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского КНЦ СО РАН Михаил Платунов.