Evolution de la température des domaines isolants à travers la transition métal-isolant. Au cours de chaque cycle thermique, les domaines isolants nucléent et croissent en se refroidissant, alors qu'ils disparaissent progressivement en se réchauffant. Barre d'échelle :1 micromètre. Crédit :Université de technologie de Delft
Un groupe de scientifiques européens dirigé par des chercheurs de la TU Delft a découvert comment les transitions de phase se propagent dans les matériaux appelés nickelates. La découverte améliore notre compréhension de ces nouveaux matériaux, qui peut potentiellement être utilisé dans l'électronique future.
Lorsque vous faites bouillir de l'eau, vous avez probablement remarqué que des bulles commencent à apparaître sur les bords. Les transitions de phase ont toujours leur origine là où les conditions sont les plus favorables, en des points appelés centres de nucléation. Dans le cas de l'eau, les centres de nucléation sont les bords du pot. Comment les centres de nucléation apparaissent à l'échelle nanométrique, cependant, était inconnue jusqu'à présent.
Giordano Mattoni, un doctorant à la TU Delft, a dirigé une collaboration de scientifiques de cinq institutions européennes différentes qui visait à acquérir une compréhension fondamentale de la façon dont les transitions de phase se propagent dans une nouvelle classe de matériaux à l'état solide appelés nickelates. Dans le type spécifique de nickelate que Mattoni et ses collègues ont recherché, la transition de phase est double. Lorsque la température du matériau change, les propriétés électroniques et magnétiques des matériaux changent avec elle.
Le fait que la transition de phase soit double dans ce matériau était déjà bien connu. Mais jusqu'à maintenant, il n'était pas clair comment la transition s'est produite et quels facteurs ont influencé le processus à l'échelle nanométrique. En utilisant la lumière à rayons X réglée avec précision comme outil grossissant pour leur microscopie, Mattoni et ses collègues ont pu observer en temps réel la transition de l'état solide de l'état métallique à l'état isolant. Ils ont découvert que lorsque le matériau est refroidi, des nano-domaines isolants commencent progressivement à apparaître, jusqu'à ce que le matériau soit recouvert de minuscules, bandes isolantes. "Sans une microscopie aussi haute résolution, il aurait été impossible de voir ces domaines, " dit Mattoni.
