Nytt ultratunt material skapat under extremtryck

Tillsammans med forskare i bland annat Tyskland, Nederländerna, Frankrike och USA har LiU-forskarna nu upptäckt det nya materialet, som fått namnet beryllonitren. Beryllonitren skapas under extremt högt tryck och består, som namnet antyder, av beryllium- och kväveatomer som arrangeras i en tvådimensionell struktur. Varje berylliumatom knyter till sig fyra kväveatomer och tillsammans bildar de ett asymmetriskt hexagonalt mönster som elektronerna rör sig i. Elektronerna i den här typen av strukturer rör sig nära ljusets hastighet vilket är en förutsättning för framtida forskning inom partikelfysik och kvantmekanik, det framgår av ett pressmeddelande från Linköpings universitet. Materialet skapas som sagt under extremt högt tryck, men behåller samma egenskaper även utanför laboratoriemiljön - något som är ovanligt för material tillverkade under högt tryckt, och en förutsättning för framtida tillämpningar. – Diamanter skapas under extremt högt tryck men när de väl är formerade blir de ett av världens hårdaste material som klarar sig fint utan det höga trycket. Det är en egenskap vi försöker uppnå i vår jakt på nya ultratunna och funktionella material, säger Igor Abrikosov, professor i teoretisk fysik på Institutionen för fysik, kemi och biologi vid Linköpings universitet i pressmeddelandet. – Ultratunna material kan ha fantastiska egenskaper med många tänkbara tillämpningar. När vi letar efter nya material har vi främst haft temperatur och kemisk sammansättning till vårt förfogade för att styra utformningen av materialet. Men tack vare den senaste tidens teknikutveckling har vi nu också möjligheten att skapa material under extremtryck. Det öppnar för många nya möjligheter och spännande material, säger Igor Abrikosov. Beryllonitren utgör basen en helt ny grupp med material och det finns stora utvecklingsmöjligheter. Upptäckten som nu publiceras i Physical Review Letters är resultatet av ett stort internationellt forskningssamarbete där forskarna från Linköpings universitet lett det teoretiska arbetet. Ingrid Hotz är professor vid Institutionen för teknik och naturvetenskap vid Linköpings universitet och har lett arbetet med den vetenskapliga visualiseringen av materialet. Enligt henne är visualisering viktigt för att få förståelse för hur atomernas koppling till varandra påverkar materialets egenskaper, särskilt under olika förhållanden som exempelvis förändrat tryck. – Människor är väldigt bra på att känna igen visuella mönster. Med visualisering kan vi få en djupare förståelse för hur den underliggande fysiken i material fungerar. Dessutom kan materialet studeras och jämföras med andra material på en mycket mer detaljerad nivå än med traditionella metoder, säger Ingrid Hotz.