Nuevos conocimientos sobre la naturaleza de los enlaces del antimonio: implicaciones para la investigación de materiales
Los resultados podrían utilizarse para optimizar las propiedades de los materiales
Un nuevo estudio que proporciona una visión sin precedentes del enlace químico del antimonio podría tener un profundo impacto en la investigación de materiales. La colaboración entre científicos de la Universidad de Leipzig, la Universidad RWTH de Aquisgrán y el sincrotrón DESY de Hamburgo combinó mediciones experimentales con cálculos teóricos. Los resultados ayudarán a los científicos a comprender mejor los materiales de cambio de fase y, en particular, a mejorar su aplicación en el almacenamiento de datos y la termoelectricidad. La investigación se ha publicado ahora en la revista Advanced Materials.
Ilustración de la estructura cristalina del antimonio en su fase alfa estable.
Franziska Zahn, Universität Leipzig
El estudio combinó mediciones experimentales con cálculos teóricos, con el objetivo de analizar la naturaleza y la fuerza del enlace químico en el antimonio. "La fuerza de un enlace depende directamente de la distancia entre los átomos", afirma la profesora Claudia S. Schnohr, del Instituto Felix Bloch de Física del Estado Sólido de la Universidad de Leipzig, y añade que las comparaciones con otros materiales, como metales y semiconductores, muestran que esta dependencia de la distancia es característica del tipo de enlace químico.
Cabe destacar, en particular, la suave transición entre el enlace covalente clásico y el enlace multicéntrico rico en electrones. El enlace covalente se observa, por ejemplo, en semiconductores como el germanio. "Nuestros resultados muestran que el antimonio en su fase estable presenta características de ambos tipos de enlace", afirma el coautor, el profesor Oliver Oeckler, del Instituto de Química Inorgánica y Cristalografía de la Universidad de Leipzig. Esto tiene importantes implicaciones para la comprensión de los materiales de cambio de fase, que se utilizan en el almacenamiento de datos y la termoelectricidad, entre otras aplicaciones".
El antimonio como modelo de materiales de cambio de fase
"Investigamos el antimonio como sistema elemental modelo para los materiales de cambio de fase. Tiene una estructura similar a la del teluro de germanio, pero consta de un solo tipo de átomo", explica la profesora Claudia Schnohr. Estas propiedades facilitan el análisis y la comparación con otros materiales para comprender mejor sus características de enlace.
Los hallazgos podrían utilizarse para optimizar las propiedades de los materiales. "En el futuro, la determinación experimental o teórica de las constantes de fuerza permitirá adaptar el diseño de nuevos materiales", afirma Schnohr. Esto podría ser especialmente útil para aplicaciones en medios de almacenamiento electrónico y termoeléctricos".
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Publicación original
Franziska Zahn, Jan Hempelmann, Christopher Benndorf, Hans H. Falk, Konrad Ritter, Sergiu Levcenko, Edmund Welter, Oliver Oeckler, Richard Dronskowski, Claudia S. Schnohr; "Experimental and Theoretical Force Constants as Meaningful Indicator for Interatomic Bonding Characteristics and the Specific Case of Elemental Antimony"; Advanced Materials, 2025-1-2
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