Cette figure montre (a) les cations des éléments alcalins (1+) et alcalino-terreux (2+), ainsi que divalent Eu, avec leurs rayons ioniques, et (b) Les structures 122 et (c) 1144 des pnictides de fer. Les ordres magnétiques Fe possibles sont indiqués dans (d) l'ordre des bandes et (e) l'ordre « hérisson » ou spin-vortex. Crédit :Laboratoire Ames
Une collaboration entre des scientifiques du laboratoire Ames du département américain de l'Énergie et de l'Institut de physique théorique de l'Université Goethe de Francfort-sur-le-Main a prédit par ordinateur un certain nombre de propriétés uniques dans un groupe de supraconducteurs à base de fer, y compris la super-élasticité à température ambiante.
Le laboratoire Ames a produit des échantillons de l'un de ces matériaux d'arséniure de fer avec du calcium et du potassium, CaKFe
"C'est un grand changement de dimension pour un matériau non caoutchouteux, et nous voulions savoir exactement comment cet état d'effondrement se produisait, " a déclaré Paul Canfield, un scientifique principal au laboratoire Ames et un professeur émérite et le professeur Robert Allen Wright de physique et d'astronomie à l'Iowa State University.
Grâce à des simulations informatiques de pression, les chercheurs ont appris que le matériau s'est effondré par étapes - appelées "phases tétragonales à moitié effondrées" - avec la structure atomique près des couches de calcium dans les matériaux s'effondrant en premier, suivi de l'effondrement de la couche de potassium à des pressions plus élevées. Les simulations ont également prédit que ces comportements pourraient être trouvés dans des matériaux similaires qui n'ont pas encore été testés expérimentalement.
"Non seulement cette étude a des implications pour les propriétés du magnétisme et de la supraconductivité, il peut avoir une application beaucoup plus large dans l'élasticité à température ambiante, " a déclaré Canfield.
Canfield a collaboré avec Roser Valenti à l'Institut de physique théorique de l'Université Goethe de Francfort-sur-le-Main, qui a été membre du corps professoral hôte du prix Humboldt de Canfield en 2014.
Ce fut un plaisir en tant qu'expérimentateur de pouvoir accéder aux compétences informatiques toujours croissantes de ce groupe théorique pour modéliser et prédire les propriétés, " a déclaré Canfield.
La recherche est discutée plus en détail dans le document, "Tendances des phases tétragonales semi-effondrées sélectives par couche induites par la pression dans la famille des supraconducteurs à base de fer AeAFe
