Forskare använde en röntgendiffraktometer med variabel temperatur (XRD) vid Kinas Steady High Magnetic Field Facility (SHMFF) under Hefei Institutes of Physical Science och har hittat stor linjär negativ termisk expansion i intermetalliska Cr-Se-Te-föreningar. Denna forskning publicerades i Oorganisk kemi .

Rent generellt, de flesta material expanderar vid uppvärmning och drar ihop sig vid kylning. Dock, det finns några material som uppvisar sammandragning vid uppvärmning snarare än expansion, så kallad negativ termisk expansion (NTE).

Under de senaste decennierna, NTE-material har väckt stor uppmärksamhet eftersom de kan användas för att styra expansionskoefficienten när de är sammansatta med de positiva termiska expansionsmaterialen. På det här sättet, till och med noll termisk expansionsmaterial kan realiseras, vars volym är oberoende av temperaturen. På grund av viktiga tillämpningar inom flyg- maskindelar, tryckta kretskort, och optiska speglar med hög precision, NTE-material har undersökts omfattande.

Den magnetiska intermetalliska föreningen CrTe har en hög Curie-temperatur (Tc) på cirka 340 K, varierar med olika mängder Cr vakans. CrTe kan behålla sin struktur av NiAs-typ endast när atomandelen av Te är mellan 52,4 % och 53,3 %, vilket indikerar att det är nödvändigt att Cr-vakansen innehar strukturen av NiAs-typ. Dess gitterparameter avviker från normal termisk expansionslag, tillsammans med en uppenbar NTE av volym i temperaturområdet nära Tc.

Nyligen, korrelationen mellan gitterparametrar och magnetiska egenskaper har visat sig härröra från den starka blandningsbindningen mellan de närmaste intilliggande Cr- och Te-atomerna.

I det här arbetet, forskarna från University of Science and Technology, Beijing och Peking University undersökte NTE-fastigheterna genom att ersätta Te med Se, som effektivt skulle kunna modulera NTE-egenskaper.

Med hjälp av XRD på SHMFF, den kunde exakt detektera variationen av gitterkonstanten i Cr-Te-Se-föreningar. "En stor linjär NTE erhölls i magnetoelastisk CrTe ₁ - _x Se _x föreningar från x=0 till x=0,15, och NTE-temperaturområdet utökades också genom substitutionen, sa Zhang Xinqi, första författaren till denna uppsats, också en docent vid University of Science and Technology Beijing.

"Vi analyserade också förhållandet mellan avstämbar NTE och magnetiska egenskaper, och NTE i CrTe ₁ - _x Se _x föreningar visade sig härröra från magnetovolymeffekten. Dessa resultat är meningsfulla för att förstå NTE-mekanismerna, " sa Zhang Xinqi.