Loodmagnesiumniobaat (PMN) is een prototypisch "ontspannend" materiaal, gebruikt in een breed scala aan toepassingen, van ultrageluid tot sonar. Onderzoekers hebben nu ultramoderne microscopietechnieken gebruikt om precies te zien hoe atomen in PMN zijn gerangschikt - en het is niet wat iemand verwachtte.

"Dit werk geeft ons informatie die we kunnen gebruiken om beter te begrijpen hoe en waarom PMN zich gedraagt ​​zoals het doet - en mogelijk ook andere relaxerende materialen, " zegt James LeBeau, een universitair hoofddocent materiaalkunde en engineering aan de North Carolina State University en corresponderende auteur van een paper over het werk.

"Wat we hebben gevonden, is dat de rangschikking van atomen in PMN geleidelijk langs een gradiënt verschuift, van gebieden van hoge orde tot gebieden van lage orde; dit gebeurt door het hele materiaal heen, " zegt LeBeau. "Dat is wezenlijk anders dan wat conventionele wijsheid voorspelde, wat was dat er afwisselende gebieden van hoge orde en geen orde zouden zijn, naast elkaar."

Deze informatie kan worden ingevoerd in rekenmodellen om nieuwe inzichten te verschaffen in hoe de atomaire structuur van PMN de kenmerken ervan beïnvloedt.

"Dit zal niet van de ene op de andere dag gebeuren, maar we zijn optimistisch dat dit een stap kan zijn in de richting van de ontwikkeling van processen die PMN-materialen creëren met microstructuren die zijn aangepast om de meest wenselijke kenmerken voor ultrageluid te benadrukken, sonar of andere toepassingen, ' zegt LeBeau.

"Het zou mogelijk ook inzichten kunnen bieden in de rol van atomaire structuur in andere relaxormaterialen, die vergelijkbare langetermijnvoordelen biedt voor de hele materiaalklasse."

De krant, "Gradient chemische volgorde in de relaxor ferro-elektrische Pb (Mg1/3Nb2/3) O3, " is gepubliceerd in het tijdschrift Technische Natuurkunde Brieven .