КАЗАНЬ, 31 января. /ТАСС/. Исследователи Института физики Казанского федерального университета (КФУ) расшифровали структуру жидкой сурьмы и объяснили природу наблюдаемых структурных аномалий. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.

       "В расплаве сурьмы было обнаружено наличие связанных цепочек атомов, которые могут обуславливать ряд его уникальных физических свойств", - рассказали в пресс-службе.

       Сурьма широко используется при производстве материалов для электроники, а также металлических сплавов, стойких к коррозии и высоким температурам.

       "Расплав сурьмы интересен тем, что вблизи температуры плавления атомы в этом расплаве могут образовывать связанные структуры в виде компактных кластеров или протяженных цепочек и достаточно долгое время находиться в связанном состоянии. Мы выяснили, что элементарной единицей этих структур являются связанные тройки примыкающих друг к другу атомов - триплеты, а центры масс этих связанных атомов располагаются в вершинах прямоугольных треугольников. Именно из этих триплетов образуются более крупные структуры, наличием которых обусловлены аномальные структурные особенности, детектируемые в экспериментах по нейтронной и рентгеновской дифракции", - приводит пресс-служба слова руководителя проекта, заведующего кафедрой вычислительной физики Института физики КФУ Анатолия Мокшина.

       Использованный учеными КФУ метод компьютерного моделирования, основанный на квантово-химических расчетах, позволил с высокой точностью воспроизвести аномалии в структуре расплавленной сурьмы.

       Результаты исследования и применение

       По словам доцента кафедры вычислительной физики и моделирования физических процессов Института физики КФУ Булата Галимзянова, структурные аномалии проявляются в виде дополнительных всплесков на экспериментальных нейтронных и рентгеновских дифрактограммах.

       "Примечательно то, что подобные структурные аномалии наблюдаются в расплаве чистого висмута, который, так же как и сурьма, относится к химической группе пниктогенов. Мы обнаружили, что вблизи температуры плавления в висмуте также могут формироваться связанные долгоживущие структуры. Это говорит о том, что физические процессы в этих расплавах могут быть описаны единым образом", - пояснил ассистент кафедры вычислительной физики и моделирования физических процессов Института физики КФУ Артем Цыганков.

       Полученные результаты, уверены физики КФУ, вносят большой вклад в понимание фундаментальных процессов, происходящих на масштабах, сопоставимых с размерами атомов и молекул, а также имеют практическую значимость, так как могут быть использованы в дизайне новых материалов с уникальным сочетанием физико-химических свойств.

       Работа выполнена в рамках Программы стратегического академического лидерства "Приоритет-2030". Полученные результаты представлены в статье, опубликованной в Journal of Molecular Liquids.