블로그

Jun 13, 2023

한 번 올라가고 한 번 내려가면 국부적인 원자 구성이 합금의 자성에 어떤 영향을 줍니까?

재료의 중요성이 미치는 영향과 규모를 보여주는 대표적인 예는 석기 시대, 청동기 시대, 철기 시대와 같은 선사 시대의 이름입니다. 사람들이 이러한 자료를 사용하는 것은

재료의 중요성이 미치는 영향과 규모를 보여주는 대표적인 예는 석기 시대, 청동기 시대, 철기 시대와 같은 선사 시대의 이름입니다. 특정 시대의 사람들이 이러한 물질을 사용함으로써 인류가 하나의 종으로 발전하는 데 돌파구가 마련되었습니다.

과거에 주어진 재료의 사용을 조건으로 하는 독특한 특성은 경도와 가공 능력이었고 지금도 그렇습니다. 처음에는 생존에 필요한 도구를 생산하는 데 사용되었습니다. 그러나 그것들은 현재 우리 주변의 물질 세계의 기초이며, 점점 더 광범위하게 사용되면서 우리 삶의 편안함과 질이 지속적으로 향상되는 데 영향을 미치고 있습니다.

현재의 문명 발전 단계에서 플라스틱은 중요한 소재의 선두에 놓일 수 있으며, 플라스틱은 고유한 플라스틱 특성으로 인해 우리 주변에서 매일 사용하는 수많은 물건에서 발견됩니다. 일반 대중에게는 그다지 명확하지 않지만 플라스틱만큼 흔하고 중요한 또 다른 재료는 실리콘입니다. 실리콘의 전기적 특성, 즉 소위 반도체성은 전자공학의 기초입니다. 후자의 경우 더 이상 새로운 물체를 만드는 데 도움이 되는 속성이 아니라 재료의 기능과 폭넓은 적용을 결정하는 재료의 내부 물리적 효과입니다.

기능적 특성을 지닌 신소재에 대한 수요가 증가함에 따라 수많은 환상적인 고체 효과가 발견되었습니다. 그 중 다수는 주어진 물질의 내부 전자 구조에 기초한 자성의 물리적 현상과 관련이 있습니다. 이러한 기능적 특성의 예로는 자기 형상 기억 합금(FSMA - 강자성 형상 기억 합금)에서 발생하고 밀접하게 관련되어 있는 자기 형상 기억 및 자기열량 효과가 있습니다. 두 효과 모두 인가된 자기장의 영향으로 내부 결정 구조가 변화하는 현상이 사용됩니다. 자기형상기억효과의 경우 이는 물질의 형태나 움직임의 변화로 나타난다. 자기열량 효과는 자화 값이 낮은 저온 단계가 자화 값이 높은 높은 자화 단계로 변환되는 동안 자기장의 영향으로 발생하는 변환을 기반으로 합니다. 두 상의 자화 값의 차이는 효과의 강도 측면에서 매우 중요합니다.

자기 형상 기억 합금의 대표적인 대표자는 Heusler 합금 Ni2Mn1+xZ1-x입니다. 여기서 Z는 In, Sn, Sb입니다. 호이슬러 합금은 다양한 물리적 특성을 지닌 광범위한 종류의 재료입니다. 구성에 따라 금속, 반도체 또는 반금속이 될 수 있으며 대부분은 자성을 띠고 있습니다.

긴밀한 협력의 일환으로 Adam Mickiewicz 대학교의 NanoBioMedical Center, 포즈난에 있는 폴란드 과학 아카데미의 분자 물리학 연구소 및 Linköping 대학교(스웨덴)의 연구원들은 Ni2Mn1+xZ1-의 구성 변경 효과를 연구했습니다. x 합금(Z = In, Sn, Sb)은 고온 단계의 자기 특성에 대해 설명합니다. 과학자들은 계산 방법을 사용하여 'Z'로 대체된 루트에 따라 이러한 합금에서 관찰된 자기 모멘트 변화의 양수, 음수 및 비단조적 특성을 설명했습니다. 이를 위해 연구자들은 국소 원자 구성의 변화가 합금의 총 자기 모멘트에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 모델을 개발했습니다. 또한 제안된 모델을 사용하여 얻은 결론을 실험적으로 확인하였다. 이를 위해 과학자들은 Ni2Mn1+xSn1-x 합금의 전체 자기 모멘트에 부정적으로 기여하는 영역의 존재를 확인하는 소위 "교환 바이어스" 효과라고 불리는 자기장 내 히스테리시스 루프 이동 현상을 사용했습니다.

개발된 모델의 적용은 위에서 언급한 합금에만 국한되지 않고 비화학양론적 구성의 재료에서 물리적 특성, 특히 자성을 연구할 수 있습니다.