Dispositif à micro-échelle fabriqué en TaGeIr polycristallin :(a) microscopie électronique à balayage d'un échantillon synthétisé avec des régions monophasées de TaGeIr (rectangles oranges), (b) dispositif à micro-échelle pour la mesure de la résistivité, et (c) des données de résistivité, révélant la nature semi-conductrice de TaGeIr. Crédit :MPI CPfS
Les propriétés physiques et chimiques des composés intermétalliques sont régies par la structure réelle des matériaux synthétisés et sont fortement influencées par les imperfections structurelles, par exemple. souche, luxations, et la présence de phases de mélange. Cela conduit à des rapports incohérents pour les matériaux connus et largement étudiés.
Parmi ces composés se trouve TaGeIr, qui cristallise avec la structure de type MgAgAs. Pour comprendre l'origine des rapports contradictoires sur TaGeIr, des scientifiques du MPI CPfS et de la Northwestern University ont étudié la déviation de la structure cristalline par rapport au modèle MgAgAs idéal, possibilité de hors-stoechiométrie (présence de plage d'homogénéité), impact de la voie de synthèse sur la structure réelle, ainsi que les caractéristiques métallographiques de TaGeIr.
À la suite de cette étude approfondie, la présence de phases minoritaires (résultant des équilibres de phases dans le système ternaire et d'une homogénéisation non complète même par un traitement thermique long) dans les échantillons TaGeIr se sont avérées entraîner un comportement métallique extrinsèque, ainsi qu'en apparence de supraconductivité à basse température. Pour étudier les propriétés intrinsèques de TaGeIr, la fabrication de dispositifs à micro-échelle a été appliquée, et le comportement semi-conducteur de TaGeIr a été établi de manière concluante.
Les propriétés semi-conductrices de TaGeIr sont en accord avec les calculs de structure de bande électronique, révélant l'existence de la bande interdite uniquement en cas de structure de type MgAgAs avec des atomes d'iridium en site hétérocubique. Ce dernier est cohérent avec les études de diffraction sur monocristal.
Les recherches menées à l'Institut Max Planck de physique chimique des solides (MPI CPfS) à Dresde visent à découvrir et à comprendre de nouveaux matériaux aux propriétés inhabituelles.
En étroite collaboration, chimistes et physiciens (y compris les chimistes travaillant sur la synthèse, expérimentateurs et théoriciens) utilisent les outils et méthodes les plus modernes pour examiner comment la composition chimique et l'arrangement des atomes, ainsi que les forces extérieures, affecter le magnétique, propriétés électroniques et chimiques des composés.
Densité électronique d'états des modèles TaGeIr optimisés avec Ir, Atomes Ge et Ta sur le site hétérocubique 4c de Wyckoff avec les arrangements atomiques correspondants. Crédit :MPI CPfS
Nouveaux matériaux quantiques, les phénomènes physiques et les matériaux pour la conversion d'énergie sont le résultat de cette collaboration interdisciplinaire.
