Probleem na 70 jaar uitgekristalliseerd

Ongebruikelijke magnetische eigenschappen van ammoniumdiwaterstoffosfaat (ADP) zijn na bijna 70 jaar kristalhelder. Met dank aan de supercomputer van de Florida State University krijgt de wereld nu toegang tot krachtiger computergeheugens en lasers, aldus de onderzoekers van deze universiteit en de universiteit van Rosario in Argentinië.

ADP werd ontdekt in 1938 en vertoont elektrische eigenschappen die tot nu toe niet te verklaren waren. Net als veel andere kristallen is ADP een ferroelektrisch materiaal. In de buurt van een elektriciteitsbron krijgt het een positieve en een negatieve magnetische pool, en houdt die ook vast als je de spanningsbron weghaalt. Dit maakt het zeer bruikbaar voor computergeheugens en lasers.

Het bijzondere van ADP is dat het zich vaak ook antiferroelektrisch gedraagt. De ene laag moleculen in een kristal heeft dan een plus en een minpool terwijl bij de aangrenzende laag, de polen in tegenovergestelde richting liggen.

De supercomputer was in staat berekeningen uit te voeren die niet na te bootsen zijn in een lab. Bijvoorbeeld het effect op de elektrische lading als de hoeken van de ammoniumionen veranderen. Uiteindelijk bleek dit samen met breukjes in het kristal bepalend voor het ferroelektrisch, dan wel antiferroelektrisch karakter van ADP.

Het resultaat levert twee voordelen op. Ten eerste de mogelijkheid om nieuwe materialen te ontwikkelen die van dit soort eigenschappen gebruik maken. Daarnaast een nieuwe manier van testen die een aanvulling is op de bestaande onderzoeksmethoden in een lab.

Bron: Florida State University