Descubrir órdenes ocultas dentro de los materiales deformables: el caso del disprosio

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de la materia condensada
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• Los órdenes intrínsecos en los materiales deformables a menudo están oscurecidos por defectos de celosía.
• Comprender estos órdenes ocultos es crucial para el avance de las propiedades materiales.
• El metal disprosio es un elemento clave de tierras raras con aplicaciones funcionales potenciales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método para la síntesis de materiales deformables altamente cristalinos y libres de tensiones.
• Para identificar el orden atómico y orbital intrínseco en el metal disprosio.
• Para aclarar los mecanismos subyacentes de las distorsiones magnetoelásticas en los materiales de tierras raras.

Principales métodos:

• Síntesis en gravedad cero de microesferas de materiales deformables.
• Análisis cristalográfico de alta resolución.
• Los primeros cálculos de la teoría del campo de cristal.

Principales resultados:

• Fabricación de microesferas de disprosio altamente cristalinas y casi libres de tensión.
• Identificación de una fase ortorrómbica (Cmcm) de baja simetría intrínseca en el disprosio, distinta de la estructura hexagonal aceptada (P63/mmc).
• Determinación de un operador cuádrupolo no cero en la capa de electrones 4f de Dy, explicando la fase Cmcm y contrastando con el comportamiento del terbium.

Conclusiones:

• La estructura intrínseca del disprosio es una fase Cmcm ortorróbica, impulsada por el orden orbital.
• Los hallazgos proporcionan una nueva comprensión de los efectos magnetoelásticos en los materiales de tierras raras, relevantes para la magnetostricción gigante.
• Este trabajo abre vías para descubrir órdenes ocultas en otros materiales deformables.