Kov se leskne. Je to vidět na první pohled. Důvodem je to, že běžné kovy odrážejí viditelné světlo. Kov je obvykle výtečný ve vedení elektřiny nebo tepla, ale když dojde na světlo, tak je kov jako neprostupná betonová zeď. Nebyli by to ale fyzici, kdyby se nesnažili rýpat do obecně přijímaných pravidel.
Dmitri Basov z americké Columbia University a jeho kolegové se ve snaze porušit pravidlo, že kov nevede světlo, uchýlili ke kvantovým materiálům. Právě od takového materiálu lze docela dobře očekávat, že se bude chovat neobvyklým způsobem. Ve své nové studii popsali kovový materiál, který vede světlo a tím vybočuje z naší každodenní zkušenosti.
Badatelé pracovali s materiálem ZrSiSe, který je tvořený zirkoniem, křemíkem a selenem. V dřívějším výzkumu vyšlo najevo, že tento materiál sdílí elektronické charakteristiky s grafenem, který se v roce 2004 stal prvním objeveným Diracovým materiálem. ZrSiSe má ale ještě své unikátní vlastnosti, díky nimž grafen v některých ohledech předčí.
Jak jistě každý ví, grafen je tvořený jedinou vrstvou atomů uhlíku. ZrSiSe má oproti tomu 3D kovou metalickou strukturu, tvořenou vrstvami, které mají anizotropický charakter. Výsledný materiál je jako sendvič. Určitá vrstva funguje jako kov a další jako izolant.
Díky této struktuře dochází k neobvyklým interakcím takového kovu se světlem. Světlo se neodrazí jako obvykle, ale šíří se skrz materiál specifickým cikcak stylem (hyperbolic propagation).
Fotony záření se v tomto případě mísily s oscilacemi elektronů, v důsledku čehož vznikaly hybridní kvazičástice, plazmony. Podmínky pro vznik plazmonů, které se mohou uvedeným způsobem šířit materiálem, jsou ve skutečnosti splněny u celé řady kovů s vrstevnatou strukturou. Obvykle je ale není možné jen tak pozorovat. V případě materiálu ZrSiSe to umožnila jeho unikátní elektronická struktura.
Jak je obvyklé v podobných případech, nejde jen o samoúčelné hrátky. ZrSiSe je díky svým vlastnostem velmi slibným materiálem pro nanooptiku. Mohl by pomoci výzkumu kvantových materiálů i vývoji pokročilých optických čipů.
Video: Dmitri Basov - Shedding Nanolight on Quantum Materials
Trojrozměrný protějšek grafenu novou formou hmoty
Autor: Stanislav Mihulka (17.01.2014)
Mysteriózní kvantovou spinovou kapalinu vystopovali ve 2D materiálu
Autor: Stanislav Mihulka (15.04.2016)
Vědci pozorovali kvantovou anomálii v exotickém umělém materiálu
Autor: Stanislav Mihulka (25.07.2017)
Diskuze:
No a
Karol Kos jr.,2022-11-01 07:47:27
nedal by se z toho nějak ubalit pěkný kondík? Vodivá vrstva, izolant, vodivá vrstva... to svádí ne?
Ondrej Kucharik,2022-10-31 13:52:28
tymto u mna pan mihulka prerazil dno svojich v poslednej dobe uz tak dost mizernych clankov a myslim, ze bude este horsie. osel uz nie je to co byval.
Zinek tam není
Jan Dostál,2022-10-30 20:31:07
"ZrSiSe, který tvoří zinek, křemík a selen" Zinek v tom vzorci není, i když se to r s n dá zaměnit a přehlédnout.
Radoslav Porizek,2022-10-30 20:13:10
> Kov je za normálních okolností lesklý, protože odráží světlo. Američtí fyzici tohle pravidlo přelstili díky vrstevnatému kvantovému materiálu ZrSiSe, který tvoří zinek, křemík a selen.
Takze pravidlo, ze kov odraza svetlo, sa prelstilo tak, ze sa vyrobil nekovovy material, ktory prekvapivo svetlo neodraza? ;)
Jedine ze by mal kov nejaku exoticku definiciu. Ja si pod kovom predstavujem strukrutu s volnymi elektronami, z ktorej vyplyva elektricka a tepelna vodivost. A po kratkom hrani sa s Maxwellovymi rovnicami aj odraz svetla, pretoze volny elektron, do ktoreho vleti foton, ho odrazi.
Unika mi nieco?
Re:
Jirka Naxera,2022-10-30 20:41:44
Myslím že neuniká, bohužel je dost velký rozdíl mezi samotnou vědou a vědeckým PR, které i když je samotný objev zajímavý, má neodbytnou potřebu mu ještě něčím dodat grády. Výsledkem je, bohužel, zejména plešatost samotných vědců, kteří když si přečtou, co z jejich objevu udělalo univerzitní tiskové centrum, si hrůzou začnou trhat zbytky vlasů na hlavě.
Navíc u toho kovu, on je lesklý protože udráží světlo taky jen když je ta vrstva dostatečně tlustá, když má něco mikroskopickou vrstevnatou strukturu, tak se není čemu divit, že se to chová jinak než odlitek z pece.
Nepřesnost
D@1imi1 Hrušk@,2022-10-30 20:09:11
Zr je česky zirkonium. Zirkon je minerál se vzorcem ZrSiO4
Re: Nepřesnost
Radek Novák,2022-10-30 22:32:23
...sry, ale Zr je česky POSTARU Zirkon, latinsky Zirkonium, což je kovový prvek.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Zirkonium
Zirkonový minerál se vzorcem ZrSiO4 je ZIRKONIT, nebo jinak též ZIRKON, který se používá jako náhrada diamantu ve šperkařství, a s tímto článkem nijak nesouvisí...
Re: Re: Nepřesnost
D@1imi1 Hrušk@,2022-10-30 23:09:55
Evidentně je tu zmatek v pojmosloví. Nicméně z odkazu, který jste sem vložil vyplývá, že by se v českém článku mělo používat označení pro prvek Zirkonium.
Re: Re: Re: Nepřesnost
Radek Novák,2022-10-31 10:21:03
Ano, dá se říci, že nějaká poslední standardizace pojmů by v tomto případě pomohla. Nicméně, jak jsem psal v ůvodu, ZIRKON je dříve v češtině užívaný výraz i pro samotný prvek. Současná wikipedie ale jednoznačně používá ZIRKONIUM, v tom máte pravu. Já hlavně reagoval na začátek Vašeho komentáře, že Zr je ZIRKON tj sloučenina. Zr je s jistotou označení Zirkonia v periodické tabulce... :)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
