*

güncelbilim: Valans elektronların bazı şartlarda elektron bulutları oluşturduğu keşfedildi.

**

Sıcaklık değişimlerine bağlı olarak müstakil elektron bulutları oluşturan değerlik elektronlar belirlendi.

***

“Değerlik” kavramı – atomların elektron alışverişi yaparak diğer atomlarla birleşebilme kabiliyeti – modern kimya ve katı-hal fiziğinin köşe taşlarından biridir.

Valans elektronlar, kristal yapı, elektronik ve manyetik özellikler de dahil olmak üzere moleküllerin ve malzemelerin önemli özelliklerini kontrol eder.

Dört yıl önce, “karışık valans” bileşikleri olarak adlandırılan bir malzeme sınıfı keşfedildi. Bu bileşiklerin birçoğu, sıcaklık değişimlerine bağlı olarak değerlikli olduğu keşfedilen “nadir toprak elementleri” olarak adlandırılan periyodik tablonun dibine yakın elementler içerir. Bu elementleri içeren malzemeler, egzotik süperiletkenlik ve olağan dışı manyetizma gibi alışılmadık özellikler gösterirler.

Karışık değerlikli bileşiklerinin çözülmemiş bir gizemi bulunmaktaydı: Bu bileşiklerdeki elementlerin valans durumu artan sıcaklık ile değiştiğinde, o elementle ilişkili elektronların sayısı da azalır. Ancak eksilen elektronların nereye gittiği bilinememekteydi.

(CHESS) X-ışını ölçümleri de dahil olmak üzere en son teknoloji araçlardan oluşan bir set kullanan, fizik profesörü Kyle Shen ve Darrell Schlom liderliğindeki bir grup cevabı buldu.

Çalışma Nature Communications’da yayınlanmıştır.

Bu gizemi çözmek için molecular beam epitaxy adı verilen bir işlem kullanıldı. Değerlikleri sıcaklık ile değişen bir iterbiyum karışık-valans bileşiğinin ince filmlerini sentezlendi . Grup daha sonra kayıp elektronların nereye gittiğini izlemek için sıcaklığın bir fonksiyonu olarak elektron dağılımını araştırmak için açı çözünürlüklü ışık mikroskopisi spektroskopisini (ARPES) kullandı.

Shen, “Malzeme sıcaklığı değiştirilmekte ve belirli bir yörüngedeki elektron sayısı ölçülmektedir” demektedir.  Bileşik ısıtıldığında, iterbiyum atomundan kaybedilen elektronlar atomun dışında kendi bulutlarını oluşturmaktadır. Bileşik soğutulduğunda elektronlar iterbiyum atomlarına geri dönerler.

Shen, “Bir bardak su içeren iki bardak gibi düşünebilirsiniz” dedi ve “iki bardakta suyun toplam miktarı daima sabit kalır” demektedir. Bu fenomen ilk kez 20. yüzyıl Rus fizikçi Evgeny Lifshitz tarafından önerilmişti.

KAYNAK

https://phys.org/news/2017-11-electrons-decades-old-mystery.html

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here