Geburt eines Eisenkristalls gefilmt
#Technik #Chemie #Eisen #Kristall #Kristallgitter #Kristallisation #Nanoröhrchen #Nukleation
Erst amorph, dann geordnet: Forscher haben erstmals live die Geburt eines winzigen Eisenkristalls im Elektronenmikroskop beobachtet․ – und so eine fundamentale Frage zur Kristallisation geklärt․ Denn die Aufnahmen enthüllen, dass die Eisenatome sich zunächst amorph zusammenballen, bevor sie sich zu einer geordneten Gitterstruktur formieren․ Das widerlegt die „Ein-Schritt“-Theorie der Kristallbildung – zumindest für Eisen, Gold․․․
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Erst amorph, dann geordnet: Forscher haben erstmals live die Geburt eines winzigen Eisenkristalls im Elektronenmikroskop beobachtet․ – und so eine fundamentale Frage zur Kristallisation geklärt․ Denn die Aufnahmen enthüllen, dass die Eisenatome sich zunächst amorph zusammenballen, bevor sie sich zu einer geordneten Gitterstruktur formieren․ Das widerlegt die „Ein-Schritt“-Theorie der Kristallbildung – zumindest für Eisen, Gold․․․
Diamant wird zum Stromleiter
#Technik #Bandlücke #Diamant #Elektronen #Halbleiter #Kristallgitter #Nichtleiter #Stromleiter
Verblüffender Wechsel: Normalerweise ist der Diamant ein effektiver Isolator – er leitet keinen Strom․ Doch das ändert sich, wenn man dünne Diamantnadeln biegt: Der Kohlenstoffkristall wird dadurch erst zum Halbleiter, dann sogar zum effektiven Stromleiter, wie Forscher herausgefunden haben․ Dies eröffnet ganz neue Möglichkeiten, Nanodiamanten in verschiedensten Elektronik-Anwendungen einzusetzen․ Diamanten sind nicht nur begehrte Edelsteine,․․․
#Technik #Bandlücke #Diamant #Elektronen #Halbleiter #Kristallgitter #Nichtleiter #Stromleiter
Verblüffender Wechsel: Normalerweise ist der Diamant ein effektiver Isolator – er leitet keinen Strom․ Doch das ändert sich, wenn man dünne Diamantnadeln biegt: Der Kohlenstoffkristall wird dadurch erst zum Halbleiter, dann sogar zum effektiven Stromleiter, wie Forscher herausgefunden haben․ Dies eröffnet ganz neue Möglichkeiten, Nanodiamanten in verschiedensten Elektronik-Anwendungen einzusetzen․ Diamanten sind nicht nur begehrte Edelsteine,․․․
Forscher erschaffen blitzende Superkristalle
#Technik #Gitterstruktur #Kristall #Kristallgitter #Materialforschung #Megakristall #Nanokristall #Perowskit #Physik #Superfluoreszenz #Supergitter
Neuartige Strukturen: Forscher haben erstmals würfel- und kugelförmige Nanokristalle zu übergeordneten Megakristallen kombiniert – einer neuartigen Form von sogenannten Supergittern․ Diese bilden durch Selbstorganisation eine kubische, dem Perowskit ähnliche Struktur und zeigen besondere elektronische und optische Eigenschaften wie die Superfluoreszenz․ Solche maßgeschneiderten Supergitter könnten ganz neue Anwendungen ermöglichen․ Ob Salzkörner, Eiskristalle oder Diamanten: Kristalle bestehen․․․
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Neuartige Strukturen: Forscher haben erstmals würfel- und kugelförmige Nanokristalle zu übergeordneten Megakristallen kombiniert – einer neuartigen Form von sogenannten Supergittern․ Diese bilden durch Selbstorganisation eine kubische, dem Perowskit ähnliche Struktur und zeigen besondere elektronische und optische Eigenschaften wie die Superfluoreszenz․ Solche maßgeschneiderten Supergitter könnten ganz neue Anwendungen ermöglichen․ Ob Salzkörner, Eiskristalle oder Diamanten: Kristalle bestehen․․․
Neue Kristallform des Siliziums
#Technik #Allotrop #Elektronik #Halbleiter #hexagonal #Kristallgitter #Kristallstruktur #Materialforschung #Physik #Silizium
Elektronikmaterial der nächsten Generation? Forscher haben Silizium in eine neue Kristallstruktur gebracht․ Statt der üblichen kubischen Struktur sind die Atome im neuen 4H-Silizium in vier hexagonalen Schichten angeordnet․ Dies verleiht dem Halbleitermaterial verbesserte optoelektronische Eigenschaften, die neue technische Anwendungen ermöglichen․ Neu ist zudem, dass sich diese Siliziumstruktur nicht nur in dünnen Schichten, sondern in großen․․․
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Elektronikmaterial der nächsten Generation? Forscher haben Silizium in eine neue Kristallstruktur gebracht․ Statt der üblichen kubischen Struktur sind die Atome im neuen 4H-Silizium in vier hexagonalen Schichten angeordnet․ Dies verleiht dem Halbleitermaterial verbesserte optoelektronische Eigenschaften, die neue technische Anwendungen ermöglichen․ Neu ist zudem, dass sich diese Siliziumstruktur nicht nur in dünnen Schichten, sondern in großen․․․
Chemiker entwickeln Super-Isolator
#Technik #Chemie #Feststoff #Gitterschwingung #Isolator #Kristallgitter #Phonon #Wärmeleitfähigkeit #Wärmeleitung
Fast so isolierend wie Luft: Ein neues Material hat die geringste je bei einem anorganischen Feststoff gemessenen Wärmeleitfähigkeit․ Mit 0,1 Watt pro Meter pro Kelvin leitet das kristalline Material die Wärme fast so schlecht wie Luft, wie das Team im Fachmagazin „Science“ berichtet․ Erreicht wird dies durch eine spezielle Kristallstruktur, die die wärmeübertragenden Gitterschwingungen besonders․․․
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Fast so isolierend wie Luft: Ein neues Material hat die geringste je bei einem anorganischen Feststoff gemessenen Wärmeleitfähigkeit․ Mit 0,1 Watt pro Meter pro Kelvin leitet das kristalline Material die Wärme fast so schlecht wie Luft, wie das Team im Fachmagazin „Science“ berichtet․ Erreicht wird dies durch eine spezielle Kristallstruktur, die die wärmeübertragenden Gitterschwingungen besonders․․․
Ist der innere Erdkern superionisch?
#Geowissen #Atome #Erde #Erdinneres #Erdkern #innererKern #Kristallgitter #Materiestruktur #Materiezustand #superionisch
Exotischer Materiezustand: Der innere Erdkern besteht möglicherweise nicht nur aus festem Eisen, sondern ist superionisch – fest und flüssig zugleich․ In diesem exotischen Zustand bewegen sich leichtere Elemente wie Kohlenstoff, Schwefel oder Wasserstoff wie eine Flüssigkeit durch das feste Gitter des Eisens․ Dies könnte erklären, warum der innere Erdkern weicher ist als er sein dürfte,․․․
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Exotischer Materiezustand: Der innere Erdkern besteht möglicherweise nicht nur aus festem Eisen, sondern ist superionisch – fest und flüssig zugleich․ In diesem exotischen Zustand bewegen sich leichtere Elemente wie Kohlenstoff, Schwefel oder Wasserstoff wie eine Flüssigkeit durch das feste Gitter des Eisens․ Dies könnte erklären, warum der innere Erdkern weicher ist als er sein dürfte,․․․
Diamanten werden zu Kompassnadeln
#Physik #Technik #Diamagnet #Diamant #Diamantgitter #Kristallgitter #Magnetfeld #Magnetsisierung #NVFehlstelle
Magnetisierte Edelsteine: Obwohl Diamanten aus nichtmagnetischem Kohlenstoff bestehen, lassen sie sich magnetisieren, wie ein Experiment belegt․ Darin gelang es Forschern, kleine Diamanten in einem Magnetfeld schweben zu lassen und sie wie Kompassnadeln nach dem Feld auszurichten․ Möglich wird dies, weil spezielle Fehlstellen im Diamantgitter auf Anregung durch Laser und Magnetfelder reagieren․ Dies eröffnet neue Chancen,․․․
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Magnetisierte Edelsteine: Obwohl Diamanten aus nichtmagnetischem Kohlenstoff bestehen, lassen sie sich magnetisieren, wie ein Experiment belegt․ Darin gelang es Forschern, kleine Diamanten in einem Magnetfeld schweben zu lassen und sie wie Kompassnadeln nach dem Feld auszurichten․ Möglich wird dies, weil spezielle Fehlstellen im Diamantgitter auf Anregung durch Laser und Magnetfelder reagieren․ Dies eröffnet neue Chancen,․․․
Halbleiter: Bei Beleuchtung steif
#Physik #Technik #Bandlücke #Beleuchtung #Elastizität #Elektronen #Fehlstellen #Halbleiter #Kristallgitter #Material #Steifheit
Verblüffender Effekt: Einige gängige Halbleiter verändern je nach Beleuchtung ihre mechanische Festigkeit – sie sind im Dunkeln elastisch, werden aber im Licht steif, wie Experimente enthüllen․ Die Ursache dieser photomechanischen Verwandlung haben nun Physiker gefunden․ Demnach verändert die Lichteinstrahlung den Energiezustand winziger Fehlstellen im Kristallgitter der Halbleiter․ Diese Erkenntnis eröffnete neue Möglichkeiten des Materialdesigns, wie․․․
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Verblüffender Effekt: Einige gängige Halbleiter verändern je nach Beleuchtung ihre mechanische Festigkeit – sie sind im Dunkeln elastisch, werden aber im Licht steif, wie Experimente enthüllen․ Die Ursache dieser photomechanischen Verwandlung haben nun Physiker gefunden․ Demnach verändert die Lichteinstrahlung den Energiezustand winziger Fehlstellen im Kristallgitter der Halbleiter․ Diese Erkenntnis eröffnete neue Möglichkeiten des Materialdesigns, wie․․․
Neues Kristallmaterial erzeugt Strom aus Wärme
#Energie #Abwärme #Elektrizität #Kristallgitter #Mineral #Stromgewinnung #thermoelektrisch #Wärmeenergie
Abwärme als Stromquelle: Forschende haben ein Material entwickelt, das neue Optionen für die Gewinnung von Strom aus Wärme bietet․ Das aus Kupfer, Mangan, Germanium und Schwefel bestehende Mineral besitzt eine Mikrostruktur, die seine Elektronen beweglich macht und ihm vielversprechende thermoelektrische Eigenschaften verleiht․ Zudem besteht dieses thermoelektrische Material aus ungiftigen, reichlich verfügbaren Elementen und kann leicht․․․
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Abwärme als Stromquelle: Forschende haben ein Material entwickelt, das neue Optionen für die Gewinnung von Strom aus Wärme bietet․ Das aus Kupfer, Mangan, Germanium und Schwefel bestehende Mineral besitzt eine Mikrostruktur, die seine Elektronen beweglich macht und ihm vielversprechende thermoelektrische Eigenschaften verleiht․ Zudem besteht dieses thermoelektrische Material aus ungiftigen, reichlich verfügbaren Elementen und kann leicht․․․
Neue Art der Spinflüssigkeit nachgewiesen
#Physik #Atomorbital #Ausrichtung #Elektronenspin #Festkörper #Kristallgitter #Nullpunkt #Quantenzustand #Spinflüssigkeit
Ungeordnet bis zum Schluss: Physiker haben bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt einen neuartigen Quantenzustand nachgewiesen – eine neue Form der Spinflüssigkeit․ Bei dieser bleiben die Elektronenspins im kristallinen Material trotz extremer Kälte ungeordnet und damit flüssig, weil sie mit den ebenfalls ungeordnet bleibenden Atomorbitalen im Kristallgitter wechselwirken․ Eine solche Spin-Orbital-Flüssigkeit wurde noch nie․․․
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Ungeordnet bis zum Schluss: Physiker haben bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt einen neuartigen Quantenzustand nachgewiesen – eine neue Form der Spinflüssigkeit․ Bei dieser bleiben die Elektronenspins im kristallinen Material trotz extremer Kälte ungeordnet und damit flüssig, weil sie mit den ebenfalls ungeordnet bleibenden Atomorbitalen im Kristallgitter wechselwirken․ Eine solche Spin-Orbital-Flüssigkeit wurde noch nie․․․
Ist dies das widerstandsfähigste Material der Welt?
#Technik #Festigkeit #Härte #Kristallgitter #Legierung #Material #Materialforschung #Metalllegierung #spröde
Ungewöhnlich stabil: Eine einfache Legierung aus Chrom, Kobalt und Nickel erweist sich als extrem fest sogar bei ultrakalten Temperaturen․ Selbst in flüssigem Helium bei minus 253 Grad wird diese Metalllegierung nicht spröde, sondern gewinnt beim Abkühlen sogar an Widerstandsfähigkeit dazu, wie Forschende in „Science“ berichten․ Diese ungewöhnliche Fähigkeit verdankt das Material gleich drei in seinem․․․
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Ungewöhnlich stabil: Eine einfache Legierung aus Chrom, Kobalt und Nickel erweist sich als extrem fest sogar bei ultrakalten Temperaturen․ Selbst in flüssigem Helium bei minus 253 Grad wird diese Metalllegierung nicht spröde, sondern gewinnt beim Abkühlen sogar an Widerstandsfähigkeit dazu, wie Forschende in „Science“ berichten․ Diese ungewöhnliche Fähigkeit verdankt das Material gleich drei in seinem․․․
Überschall im Diamant
#Physik #Diamant #Dislokation #Gitterdefekt #Kristallgitter #Schall #Schallgeschwindigkeit #Schallwelle #Schockwelle #Versatzstellen
Nach 60 Jahren geklärt: Wird ein Diamant einer Schockwelle ausgesetzt, breiten sich winzige Defekte in seinem Gitter schneller aus als der Schall, wie nun ein Experiment im Röntgenlaser belegt․ Die Versatzstellen im Kristall waren der transversalen Schallwelle des Schocks in diesem Material deutlich voraus․ Dies ist der erste Nachweis einer solchen transsonischen Defektausbreitung in einem․․․
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Nach 60 Jahren geklärt: Wird ein Diamant einer Schockwelle ausgesetzt, breiten sich winzige Defekte in seinem Gitter schneller aus als der Schall, wie nun ein Experiment im Röntgenlaser belegt․ Die Versatzstellen im Kristall waren der transversalen Schallwelle des Schocks in diesem Material deutlich voraus․ Dies ist der erste Nachweis einer solchen transsonischen Defektausbreitung in einem․․․
Ein Mini-Kernspintomograf aus Diamant
#Technik #Diamant #Kernspinresonanz #Kristallgitter #Magnetresonanz #MRT #NVFehlstelle #Quantensensor
MRT im Mikromaßstab: Durch winzige Fehlstellen im Kristallgitter lässt sich ein Diamant zum hochsensiblen Quantensensor machen – und kann dann sogar als Kernspin-Tomograf fungieren, wie ein aktuelles Experiment belegt․ In diesem nutzten Forscher eine solche Diamantschicht, um die Bewegung von Wassermolekülen in mikrofeinen Kanälchen sichtbar zu machen․ Damit eröffnet das Diamant-MRT neue Möglichkeiten, Bewegungen und․․․
#Technik #Diamant #Kernspinresonanz #Kristallgitter #Magnetresonanz #MRT #NVFehlstelle #Quantensensor
MRT im Mikromaßstab: Durch winzige Fehlstellen im Kristallgitter lässt sich ein Diamant zum hochsensiblen Quantensensor machen – und kann dann sogar als Kernspin-Tomograf fungieren, wie ein aktuelles Experiment belegt․ In diesem nutzten Forscher eine solche Diamantschicht, um die Bewegung von Wassermolekülen in mikrofeinen Kanälchen sichtbar zu machen․ Damit eröffnet das Diamant-MRT neue Möglichkeiten, Bewegungen und․․․