Новый металл реагирует на свет так как не может ни один другой

Международная группа исследователей под руководством Университета Байройта синтезировала металл из магния и хлора — Mg₃Cl₇, — который ведёт себя необычно для металлов. В нём проводимость обеспечивают электроны, предоставленные ионами хлора, а не «морем» свободных электронов.

Особенность этого материала — он проводит ток и одновременно проявляет оптическую нелинейность: при облучении светом испускает волны с удвоенной частотой (вторую гармонику). Такое поведение (SHG, second harmonic generation) обычно характерно для диэлектриков или полупроводников, но не для металлов.

Mg₃Cl₇ был получен в алмазной наковальне при очень высоких давлениях (от 28 до 93 ГПа) и температуре с использованием лазерного нагрева, поскольку синтезированный образец устойчив лишь в экстремальных условиях.
Кристаллическая структура была определена при помощи синхротронного рентгеновского излучения прямо в эксперименте.

В микроранжитных расчётах показано, что структура подчиняется шестиугольной полярной пространственной группе P6₃mc, содержит взаимодействия между атомами галогена, характеризуется анионной металлической проводимостью и присутствием точек Дирака / Вейля на уровне Ферми.

Открытие Mg₃Cl₇ расширяет семейство полярных металлов — материалов, способных сочетать внутреннюю полярность и металлическую электропроводность. Это можно использовать в интегрированной оптоэлектронике, квантовых устройствах и фотонике. Пока материал нельзя производить в промышленных масштабах, но это принципиальный шаг для дизайна новых функциональных соединений.

Источник: phys.org