В России создан первый неметаллический металл

Ученым удалось воссоздать условия, при которых оксид никеля переходит в состояние проводящего металла. Проект финансировался Институтом Карнеги (США) и реализовывался специалистами Института кристаллографии РАН и Института ядерных исследований РАН.

Эксперимент был уникален по своей сложности. Судите сами, металлические свойства оксида никеля стали проявляться только в условиях чрезвычайно высокого давления в 240 ГПа (в 2,5 млн раз выше атмосферного). Теоретические физики давно предполагали возможность перехода оксида никеля от состояния изолятора к проводнику металлического типа. Однако, до нынешнего времени это оставалось только теорией и не находило практического подтверждения.

Многие из курса школьной физики помнят, что металлы являются прекрасными проводниками электрического тока, т.к. их валентные электроны (находящиеся на внешнем электронном уровне) легко отделяются от ядра с образованием свободного электронного газа. Оксид никеля является типичным оксидом переходного металла с частично заполненным внешним электронным уровнем, что не мешает ему оставаться в обычных условиях изолятором.

В процессе эксперимента ученые-физики поместили сверхтонкий кристаллик оксида никеля (толщиной 1 микрон) в специальные алмазные тиски. Измерение проводилось при помощи 4 очень тонких кусочков свинцовой фольги. Переход оксида никеля из состояния изолятора в состояние полупроводника была зафиксировано при достижении давления в 130 ГПа. Скачок же оксида из полупроводящего состояния в металлическое произошел при давлении в 240 ГПа. При этом металлические свойства оксида проявлялись только в зоне максимального давления.

Данный эксперимент расценивается мировой наукой, как весомый вклад в изучение конденсированных состояний вещества. Полученные результаты подтверждают работоспособность теоретической концепции, и служат для ее дальнейшего развития с целью иметь возможность точно предсказывать свойства новых материалов и предлагать рациональные способы их получения.