Ny studie: Upptäcker vägen till innovativa Ruddlesden-Popper nitridmaterial med unika egenskaper

StockholmLMU-kemister har för första gången framställt Ruddlesden-Popper-nitrider. Detta kan bana väg för nya material med speciella egenskaper. Ruddlesden-Popper-föreningar har en unik skiktad struktur. Dessa material kan vara användbara som supraledare, katalysatorer eller inom solenergiteknik.

Tidigare fanns många ämnen med liknande struktur, men inga var nitrider. Forskare förutsåg att Ruddlesden-Popper-nitrider skulle ha utmärkta egenskaper, men de kunde inte tillverka dem. Nu har en forskargrupp ledd av Dr. Simon Kloß vid LMU:s kemiska institution funnit ett sätt att framställa dessa nitridmaterial med en ny syntetisk metod.

Utmaningen som vi mötte

Att skapa dessa material var utmanande eftersom kvävemolekyler (N2) har en mycket stabil trippelbindning. Denna stabilitet, tillsammans med kvävets låga elektronaffinitet, gjorde det svårt att arbeta med. För att övervinna dessa hinder var kemisterna tvungna att utföra synteser under mycket hårda förhållanden.

Läs också:

Idag · 15:52

Förbättra korallrevens hälsa genom vattenkvalitet i städerna

De använde pressar med hög kapacitet. Proverna pressades vid ett tryck på 8 gigapascal (80 000 bar). En aktiv kvävekälla, såsom natriumazid, användes.

Ursprungliga Föreningar och Egenskaper

De har redan undersökt tre nya material inom denna grupp.

• Cerium-tantalumnitrid (Ce₂TaN₄)
• Praseodym-rheniumnitrid (Pr₂ReN₄)
• Neodym-rheniumnitrid (Nd₂ReN₄)

Dessa tre material har var och en olika strukturer, elektroniska beteenden och magnetiska egenskaper. Praseodym- och neodym-föreningarna är särskilt intressanta för sina magnetiska egenskaper. Neodym-föreningen är en mycket stark permanentmagnet med magnetiska egenskaper som inte lätt kan reverseras. Å andra sidan är tantal-föreningen en halvledare och kan vara användbar för energiomvandling eller som ett material som kan bli elektriskt polariserat.

Framtida forskning kan dra nytta av att utforska de olika aspekterna av detta ämne djupare. Genom att fördjupa sig i dessa områden kan forskare identifiera nya mönster och trender. Vidare skulle det vara värdefullt att jämföra resultat från olika studier för att bättre förstå de underliggande mekanismerna. Detta kan leda till en mer omfattande inblick och nya tillvägagångssätt inom fältet.