"سیاه نیتروژن'

در جدول تناوبی عناصر وجود دارد یکی قانون طلایی برای کربن و اکسیژن و نور دیگر عناصر است. تحت فشار بالا آنها دارای ساختار مشابه به عناصر سنگین تر در همان گروه از عناصر. فقط ازت همیشه به نظر می رسید تمایلی به پا خط. اما با فشار بالا محققان دانشگاه بایرویت در واقع رد این وضعیت خاص است. از نیتروژن آنها را به ایجاد یک ساختار کریستالی است که در شرایط عادی رخ می دهد در سیاه فسفر و آرسنیک است. این ساختار شامل دو بعدی لایه اتمی است و بنابراین علاقه زیادی به الکترونیک با تکنولوژی بالا. این دانشمندان ارائه شده این سیاه و سفید "نیتروژن" در "Physical Review Letters".

نیتروژن یک استثنا در دوره ای سیستم ؟

هنگامی که شما ترتیب عناصر شیمیایی در صعودی با توجه به تعداد پروتون ها و نگاه خود را از خواص آن به زودی آشکار می شود که برخی از خواص عود در فواصل ("دوره ها"). جدول تناوبی عناصر به ارمغان می آورد این تکرار به تمرکز. عناصر با خواص مشابه هستند قرار داده شده زیر از سوی دیگر در همان ستون و در نتیجه تشکیل یک گروه از عناصر. در بالای یک ستون عنصر که دارای کمترین پروتون و وزن پایین نسبت به دیگر اعضای گروه. نیتروژن سر عنصر گروه 15 اما قبلا در نظر گرفته شد "گوسفند سیاه و سفید" از این گروه است. دلیل: در اوایل بالا-فشار آزمایش نیتروژن نشان داد که هیچ ساختار شبیه به کسانی که از عناصر سنگین تر از این گروه به خصوص فسفر و آرسنیک و آنتیموان - نمایشگاه تحت شرایط عادی. در عوض دقیقا این نوع از شباهت ها را می توان مشاهده شده در فشار بالا در همسایه گروه به رهبری کربن و اکسیژن است.

سیاه نیتروژن فشار مواد را با فن آوری های جذاب, خواص

در واقع نیتروژن این قاعده مستثنی نیست بعد از همه. محققان در باواریا موسسه تحقیقات تجربی ژئوشيمی & ژئوفیزیک (BGI) و آزمایشگاه کریستالوگرافی در دانشگاه بایرویت در حال حاضر قادر به اثبات این کار را با کمک یک روش اندازه گیری آنها به تازگی توسعه یافته است. تحت رهبری دکتر دومینیک Laniel آنها را ساخته اند یک کشف غیر معمول. در فشارهای بالا و دماهای اتم نیتروژن تشکیل یک ساختار کریستالی است که مشخصه, سیاه, فسفر است که یک نوع خاص از فسفر است. آن را نیز رخ می دهد در آرسنیک و آنتیموان است. این ساختار تشکیل شده از دو بعدی لایه است که در آن اتم نیتروژن در حال کراس لینک در یک الگوی کج و معوج. نظر خود را رسانا خواص این 2D لایه ها شبیه به گرافن نشان می دهد که وعده های بزرگ به عنوان یک ماده برای فن آوری بالا برنامه های کاربردی. بنابراین سیاه و فسفر است که در حال حاضر در حال مطالعه برای بالقوه آن به عنوان یک ماده بسیار کارآمد ترانزیستور نیمه هادی ها و دیگر قطعات الکترونیکی در آینده است.

این بایرویت محققان پیشنهاد مشابه نام برای allotrope نیتروژن آنها را کشف کرده اند: black نیتروژن. برخی از فن آوری های جذاب خواص خاص خود را جهت وابستگی (ناهمسانگردی) و حتی برجسته تر از سیاه و فسفر است. اما سیاه نیتروژن تنها می تواند وجود داشته باشد با تشکر استثنایی فشار و دما در شرایط که تحت آن این است که تولید شده در آزمایشگاه. تحت شرایط عادی آن حل می شود بلافاصله. "از آنجا که این بی ثباتی صنعتی و برنامه های کاربردی در حال حاضر امکان پذیر نیست. با این وجود نیتروژن باقی مانده است بسیار جالب عنصر در مواد پژوهش است. مطالعه ما نشان می دهد به عنوان مثال که در فشارهای بالا و درجه حرارت می تواند به تولید مواد ساختار و خواص است که محققان قبلا نمی دانستید وجود داشته است می گوید:" Laniel.

تعیین ساختار با شتاب دهنده های ذرات

آن زمان واقعا شرایط برای تولید سیاه نیتروژن. فشرده سازی فشار 1.4 میلیون برابر فشار جو زمین و درجه حرارت بیش از 4000 درجه سانتیگراد است. برای پیدا کردن چگونه اتم خود را به ترتیب تحت این شرایط بایرویت دانشمندان همکاری با آلمان الکترون Synchrotron (DESY) در هامبورگ و پیشرفته فوتون منبع (APS) در آزمایشگاه ملی آرگون ای در ایالات متحده آمریکا است. در اینجا اشعه X تولید شده توسط ذرات شتاب از کار اخراج شدند در فشرده نمونه. "ما شگفت زده شدند و شیفته داده های اندازه گیری به طور ناگهانی ما را با ارائه یک ساختار مشخصه از فسفر است. آزمایش های بیشتر و محاسبات باید پس از تایید این پیدا کردن. این به این معنی وجود دارد بدون شک در مورد آن است: نیتروژن است که در واقع نه یک عنصر استثنایی اما زیر همان قانون طلایی از جدول تناوبی به عنوان کربن و اکسیژن می گوید:" Laniel که آمد به دانشگاه بایرویت در سال 2019 به عنوان یک الکساندر فون هومبولت بنیاد محقق.

###

همکاری های بین المللی

در علاوه بر این به آلمانی الکترون Synchrotron (DESY) در هامبورگ و پیشرفته فوتون منبع (APS) در ایلینوی/ایالات متحده آمریکا هر دو دانشگاه گوته فرانکفورت و بین المللی شرکت نرم افزاری BIOVIA شرکت کننده در مطالعه جدید به عنوان شرکای تحقیقات از دانشگاه بایرویت.

بودجه تحقیق و پژوهش

این کار تحقیقاتی در دانشگاه بایرویت شد بودجه توسط بنیاد پژوهش آلمان (DFG) فدرال وزارت آموزش و پرورش و پژوهش (BMBF) و الکساندر فون هومبولت پایه و اساس است.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.