Ученые нашли разгадку странного поведения ряда кристаллических веществ

Механизм возникновения аномально низкой теплопроводности у ряда веществ объяснили калифорнийские исследователи, 3 декабря сообщает информационный ресурс Phys.org.

Открытие было сделано группой исследователей из Калифорнийского технологического института, американского университета и Национальной лаборатории Ок-Риджа Министерства энергетики (ORNL) во время экспериментов с BaTiS3 (сульфид титана бария).

Команда исследователей обнаружила, что BaTiS3, наряду с несколькими другими кристаллическими твердыми телами, обладает «стеклоподобной» теплопроводностью. Мало того, что его теплопроводность сравнима с теплопроводностью неупорядоченных стекол, она на самом деле ухудшается с понижением температуры, что противоположно большинству материалов подобного класса.

Фактически, теплопроводность BaTiS3 при криогенных температурах оказалась одной из худших, когда-либо наблюдавшихся в любом полностью плотном (непористом) твердом теле. В данном случае оказался виноват атом титана, который, проявляя свои квантовые свойства, мог существовать в двух местах сразу в кристалле. По словам исследователей, это помогло объяснить необычное явление.

Ученые надеются получить метод проектирования кристаллических материалов с низкой теплопроводностью без какого-либо ущерба для электрических и оптических свойств, что может найти свое применение в термоэлектрических устройствах.

Напомним, давно известно о существовании двухуровневых систем, но это первое прямое наблюдение такой системы.