Blymagnesiumniobat (PMN) är ett prototypiskt "relaxor"-material, används i en mängd olika applikationer, från ultraljud till ekolod. Forskare har nu använt toppmodern mikroskopiteknik för att se exakt hur atomer är arrangerade i PMN-och det är inte vad någon förväntade sig.

"Detta arbete ger oss information som vi kan använda för att bättre förstå hur och varför PMN beter sig som det gör - och eventuellt även andra relaxor -material, " säger James LeBeau, en docent i materialvetenskap och ingenjörskonst vid North Carolina State University och motsvarande författare till en artikel om arbetet.

"Vad vi har funnit är att arrangemanget av atomer i PMN gradvis skiftar längs en gradient, från områden med hög ordning till områden med låg ordning; detta händer i hela materialet, "Säger LeBeau." Det är väsentligt annorlunda än vad konventionell visdom förutspådde, vilket var det skulle finnas alternerande områden av hög ordning och ingen ordning, precis bredvid varandra. "

Denna information kan matas in i beräkningsmodeller för att ge ny inblick i hur PMN:s atomstruktur påverkar dess egenskaper.

"Detta kommer inte att hända över en natt, men vi är optimistiska att detta kan vara ett steg mot utvecklingen av processer som skapar PMN -material med mikrostrukturer skräddarsydda för att betona de mest önskvärda egenskaperna för ultraljud, ekolod eller andra applikationer, "Säger LeBeau.

"Det kan också potentiellt ge insikter om atomstrukturens roll i andra relaxor -material, ger liknande långsiktiga fördelar för hela materialklassen. "

Pappret, "Gradient kemisk ordning i relaxor ferroelektriska Pb (Mg1/3Nb2/3) O3, "publiceras i tidningen Bokstäver i tillämpad fysik .