研究人员发现纳米受限水的新阶段

太赫兹光谱MIPT实验室的研究人员以及他们的俄罗斯和国际同事发现了纳米受限水的新阶段。分离水分子，这些水分子被限制在堇青石晶格离子形成的纳米腔内。偶极-偶极耦合水分子网络中的相变的第一个可靠实验观察，本身就是重要的基本突破。但是除此之外，发现的现象还可以在铁电，人工量子系统和生物相容性纳米电子学中找到实际应用。

该研究是来自Shubnikov晶体学研究所，AMProkhorovRAS普通物理研究所，Skoltech，Sobolev地质与矿物学研究所，新西伯利亚州立大学以及来自德国(斯图加特大学)的同事的MIPT科学家和研究人员的共同努力，捷克共和国(布拉格物理研究所)和日本(东京大学)。该研究的结果已在《自然通讯》上报道。

“我们正在寻找电偶极子晶格的新相，即相互作用点电偶极子的集合，”该研究的发起人之一，太赫兹光谱的MIPT实验室的初级研究员MikhailBelyanchikov解释说。“已经发现了许多不同的磁偶极子相，但是与磁偶极子点有关的材料相的研究仍处于早期阶段。此外，电偶极子晶格是一种铁电体，可能具有广阔的微电子学领域。申请。”

众所周知，通过实验实现点电偶极子的晶格是一项艰巨的任务。通常，物理学家使用所谓的干涉光学晶格-一种由于激光束干扰而产生的场的周期性结构。将要研究的材料的超冷原子置于晶格点中。

但是MIPT太赫兹光谱实验室的研究人员发现了一种更有效的方法。他们将具有较高电偶极矩的分离水分子放入所谓的介电基质中，在这种情况下，是一种沸石晶格，具有由晶格离子形成的周期性分布的纳米级空隙。然后，将获得一种易于处理的样品(晶体)，该样品中包含(在晶体生长过程中)几乎自由的水分子(称为纳米受限水)被困在这些空隙中。该样品可在包括室温在内的各种温度范围内以及不同环境(电场，压力等)中进行研究。

但是，该研究的关键结果是在3K(–270°C)的较低温度下获得的。研究过的极性水分子的电偶极子晶格是基于堇青石晶体(堇青石分子的一种)。研究人员在3K温度下在三维纳米受限水分子网络中观察到有序-无序铁电相变。

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