Эксперты из России и Германии раскрыли секреты кристаллической структуры минерала каливерита и предсказали новое, ранее науке неизвестное соединение золота.
Фундаментальный прорыв в минералогии
Каливерит, известный как теллурит золота с химической композицией AuTe2, обладает более значимым качеством, чем только возможность получения золота. Его уникальность в особом расположении атомов золота и теллура внутри кристаллов.
Вызов классическим законам
Структура этого минерала бросает вызов классическому закону Гаюи, традиционно описывающему большинство кристаллов. Хотя техники для исследования необычных кристаллов появились еще в 1970-х годах, требуя дополнительное измерение в расчетах, причины уникального поведения каливерита оставались нераскрытой тайной.
Командная работа гениев
Международному исследовательскому коллективу удалось найти ответы. Специалисты Института физики металлов РАН под началом профессора Сергея Стрельцова, Кельнского университета во главе с профессором Даниилом Хомским и команды Сколтеха, МФТИ, руководимой профессором Артемом Огановым, объяснили ключевые явления.
Также были найдены объяснения экспериментально зарегистрированным электронным спектрам каливерита и его способности переходить в состояние сверхпроводимости под влиянием давления или примесей.
Секрет спрятан в валентности золота
"Простые правила указывают, что золото в каливерите, наподобие железа в пирите ('золото дураков'), должно быть двухвалентным, но химикам известно: двухвалентное состояние золота очень нестабильно. Трехвалентность проблематична сама по себе. Природа находит гениальный выход: изменяет валентность золота не ступенчато, а постепенно! Атомы теллура реагируют на этот процесс, приводя к уникальным искажениям решетки", — поясняет суть открытия Сергей Стрельцов.
Предвидение нового соединения AuTe
Использование эволюционного алгоритма USPEX, разработанного Артемом Огановым и применяемого кристаллографами мирового уровня, позволило ученым не только описать известные теллуриды золота, но и спрогнозировать существование нового, неизвестного ранее соединения AuTe.
Новые горизонты золотых исследований
"Судьба каливерита увлекательна! Он помогал Золотой Лихорадке, а потом стал одной из самых сложных минералогических загадок. Наш прорыв дал единую модель, связывающую предыдущие странности. Теперь ученые стремятся получить и изучить предсказанное соединение AuTe, таящее новые секреты", — делится оптимизмом профессор Артем Оганов (Сколтех, МФТИ).
Пресс-служба МФТИ
Изображение предоставлено: S.V. Streltsov, V.V. Roizen, A.V. Ushakov, A.R. Oganov, & D.I. Khomskii, Old puzzle of incommensurate crystal structure of calaverite AuTe2 and predicted stability of novel AuTe compound, 115 (40) 9945-9950, https://doi.org/10.1073/pnas.1802836115 (2018).
Источник: scientificrussia.ru
