Учёные решили золотую головоломку калаверита | Gearmix
21.09.2018 17:45

Учёные решили золотую головоломку калаверита

Источник перевод для gearmix ()

Золотой теллурид с химической формулой AuTe2, он же относительно редкий минерал калаверит, может быть не только источником золота, но и демонстрирует весьма несоразмерную модуляцию в положениях атомов золота и теллура в его кристаллах.

Это означает, что кристаллическая решетка калаверита не может быть объяснена законом целых чисел Гаюи, который описывает кристаллы большинства минералов. Калаверит и другие несоизмеримые (несоразмерные) кристаллы давно стали загадкой для кристаллографов. В 1970-х годах ученые нашли способ описания своих структур с использованием пространства 4D, вместо обычного 3D-пространства в своих расчётах. Однако до сих пор учёные не знали о причинах столь странного поведения кристаллов калаверита.

Подпись к изображению: Образование димеров Te-Te из-за диспропорционального распределения заряда на участках Au

Исследовательские группы из Института физики металлов РАН (во главе с профессором Сергеем Стрельцовым), Кёльнского университета (под руководством профессора Даниила Хомского), Сколтеха и Московского физико-технического института (МФТИ) (под руководством профессора Артема Оганова) разрешили тайну несоизмеримых кристаллов калаверита, получив информацию из электронных спектров. Исследовались спектры, полученные в результатах экспериментов над сверхпроводимостью кристаллов синтезированного калаверита, которая создавалась в результате давления или легирующими добавками.

«Проще говоря, мы предполагаем, что золото в теллуриде золота должно быть двухвалентным в этом соединении, подобно тому, в каком состоянии находится железо в пирите FeS2, более известном как «золото дураков». Любой химик понимает, что двухвалентное золото чрезвычайно неустойчиво и имеет тенденцию становиться либо одновалентным, либо трёхвалентным, но в этом то и кроется загадка: во-первых, 3+ слишком высокая валентность, и, во-вторых, вы не можете разместить моновалентное или трёхвалентное золото (даже если предположить, что оно существует в первую очередь) на треугольной решетке калаверита с повторяющимся в каждом направлении шаблоном. И это приводит к необычным кристаллическим решёткам», — объясняет профессор Стрельцов.

При решении загадки учёные также полагались на USPEX (усовершенствованный эволюционный алгоритм, предложенный профессором Огановым и интенсивно используемый кристаллографами по всему миру). Алгоритм позволяет предсказать все известные стабильные теллуриды золота, а также новый теллурид, AuTe, неизвестный до сих пор науке.

«За калаверитом довольно много истории. Помимо заметного влияния на Золотую лихорадку (в Австралии в городке золотоискателей Калгурли им мостили улицы, приняв за пирит) минерал был головной болью и большим парадоксом для кристаллографов на протяжении десятилетий. Чем глубже вы влезали в проблему, тем больше новых вопросов возникало. Теперь экспериментаторы могут охотиться за новым минералом, который мы предсказали, AuTe, и который, а я в этом уверен, тоже будет полон новых загадок», — говорит профессор Сколтех и МФТИ Артем Оганов.

Результаты исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале PNAS.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Комментарии запрещены.