Als water bevriest tot ijs of verdampt tot damp, veranderen de eigenschappen ervan compleet bij een bepaalde temperatuur. Dat soort veranderingen, die we faseovergangen noemen, zijn cruciaal om materialen te begrijpen. Maar hoe werken zulke overgangen in nanomaterialen? In Nature Communications deelt een team van wetenschappers onder leiding van TU Delft nieuwe inzichten in de complexe faseovergangen van magnetische nanomaterialen. Hun onderzoek laat zien hoe magnetische en mechanische eigenschappen met elkaar verbonden zijn, wat de basis kan leggen voor ultragevoelige sensoren.
De onderzoekers van TU Delft, samen met de Universiteit van Valencia en de Nationale Universiteit van Singapore, gebruikten kleine, zwevende laagjes FePS₃ die ze lieten trillen terwijl ze de temperatuur langzaam verhoogden of verlaagden. Zo konden ze zien hoe de trillingen van het materiaal veranderden rond de faseovergangstemperatuur – en daarmee ook de magnetische eigenschappen.
“Stel je een trommel voor met een magnetische structuur, waarbij laserlicht als een drumstok werkt en het materiaal continu laat trillen,” legt Farbod Alijani uit, universitair hoofddocent aan de Delftse faculteit Mechanical Engineering. “Bij warmere temperaturen is die magnetische trommel slap, alsof de magnetische spins, de natuurlijke draaiingen in de deeltjes die ervoor zorgen dat ze zich als kleine magneten gedragen, ongeordend zijn. Maar als het kouder wordt, spant de trommel zich aan en klikken de spins in een net patroon. Als je de temperatuur langzaam verandert van warm naar koud, voel je niet alleen dat de trommel anders wordt, maar ontdek je ook dat die verandering niet geleidelijk gaat. Het is een complex proces, dat ook de mechanische eigenschappen beïnvloedt.”
Lees het hele artikel op de site van de TU Delft.
