莫斯科物理和技术研究所 泰坦，晶格之王
信用:MIPT达里亚·索科尔 来自MIPT的研究人员和他们来自乌拉尔联邦大学的同事将光学和声学方法结合起来，发现将钛原子结合到钡六铁氧体中会在晶格中形成意想不到的亚结构
所得材料有望用于超快计算机存储应用
这些发现发表在《科学报告》上
多铁性是一种具有多种内部有序特征的材料
例如，根据温度，它可能同时具有铁电性和铁磁性
这意味着材料在一定温度范围内经历自发极化，低于另一个临界温度时，即使没有外部磁场，它也会被磁化
研究人员研究了多铁性的基本特性，以创造出具有所需特性的材料，并能以可控的方式改变这些特性
多铁性可应用于超快磁存储器件、抗反射涂层和太赫兹频率(即万亿分之一秒内)的快速数据传输
研究人员在一项实验中融合了光学和声学方法，以研究掺钛钡铁氧体的特性
这项研究将太赫兹光谱与超声波衰减和速度分析相结合，揭示了这种材料的一种不寻常的行为
“光学和声学就像视觉和听觉，它们相辅相成，而不是相互重复
MIPT太赫兹光谱实验室多铁性研究负责人柳德米拉·阿里亚比耶娃说:“这两个通道一起提供了对一个物体更完整的理解。”
“无论何时，当两种截然不同的实验技术证明在特定的温度下会发生某种现象时，这都强烈地表明在微观水平上样本中正在发生某种事情
所以我们需要找出这些影响背后的机制
" 科学家们找到了一种方法来解释这种材料不寻常的光学特性和声学特性
结果表明，通过在钡铁氧体中加入钛，材料中的铁亚晶格受到影响
外来原子的存在导致一些铁原子改变它们的氧化态，形成所谓的亚晶格——材料晶格中的二级结构
当外来原子被插入晶格时，它们会取代一些主原子
在钡铁氧体的情况下，钛代替了一些铁
然而，使这两种元素不同的是铁在六价铁中的化合价为三，钛为四价
这意味着晶体中这两种金属的离子大小和电荷不同
“当三价铁离子被更小的四价钛离子取代时，晶格就会扭曲，破坏电中性
但电中性必须以某种方式保持，这是一个基本规则，”MIPT太赫兹光谱实验室负责人鲍里斯·戈尔舒诺夫解释说
结果，一些邻近的铁原子变成二价，以抵消钛离子的电荷
“这些结构上的变化是该团队观察到这种材料具有不同寻常的光学和声学特性的原因
“我们的研究首次强调了一种新的机制，这种机制产生了扬-泰勒中心的子框架
乌拉尔联邦大学教授弗拉基米尔·古德科夫说:“亚晶格不是像通常情况那样由杂质原子形成，而是由一些主晶体原子组成。”
雅恩-泰勒子晶格在晶体中的出现导致了不寻常的和潜在的有价值的性质
例如，材料中产生的磁性子系统可以用于超快计算机存储器，通过太赫兹辐射(也称为T波)重新磁化
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