Vodivost krystalů perovskitu byla odhalena při 10 milionů zvětšení

Vědci poprvé pozorovali kovové čáry v krystalu perovskitu. Perovskity je mnoho

střed Země a cíničitan barnatý (BaSnO3) jejeden z těchto krystalů. Jeho kovové vlastnosti však nebyly široce studovány kvůli dominanci vodivějších materiálů, jako jsou kovy nebo polovodiče na planetě. Objev byl učiněn pomocí pokročilé transmisní elektronové mikroskopie (TEM), což je technika, která dokáže vytvářet snímky při zvětšení až 10 milionů.

„Elektricky vodivá povaha aPreferenční směrovost těchto defektů kovových čar znamená, že můžeme vyrobit materiál, který je průhledný jako sklo a zároveň velmi vysoce vodivý ve směru, jako je kov. Nyní můžeme okna nebo nové typy dotykových obrazovek učinit průhlednými a vodivými zároveň.“

K. Andre Mkhoyan, Katedra chemického inženýrství a vědy o materiálech, University of Minnesota.

Vady jsou běžné u krystalů aLineární defekty (z nichž nejběžnější je dislokace) jsou série atomů, které se odchylují od normálního řádu. Vzhledem k tomu, že dislokace mají stejné elementární složení jako hlavní krystal, změny struktury elektronového pásma v dislokačním jádru v důsledku snížení symetrie a deformace se často liší jen nepatrně. Vědci se museli podívat za hranice dislokací, aby našli defekt v kovové linii, kde se složení defektu a výsledná atomová struktura velmi liší.

Použití pokročilého analytického přenosuPomocí elektronové mikroskopie (STEM) při 10milionovém zvětšení byli vědci z University of Minnesota schopni izolovat a zobrazit strukturu a složení defektu kovové linie v krystalu perovskitu BaSnO3.

„Tyto lineární defekty jsme snadno zaznamenali nasnímky tenkých vrstev BaSnO3 ze skenovací transmisní elektronové mikroskopie díky jejich jedinečné atomové konfiguraci a viděli jsme je pouze v pohledu shora."

Hwanghui Yun, postgraduální student na katedře chemického inženýrství a materiálových věd.

Pro tuto studii byly filmy BaSnO3pěstováno epitaxí molekulárního paprsku - technikou výroby vysoce kvalitních krystalů - v laboratoři na univerzitě v Minnesotě. Poruchy kovové čáry pozorované v těchto filmech BaSnO3 se šíří ve směru růstu filmu, což znamená, že vědci mohou potenciálně řídit, jak a kde se vady čáry objevují, a případně je podle potřeby navrhnout na dotykových obrazovkách, inteligentních oknech a dalších budoucích technologiích. vyžadující kombinaci transparentnosti a vodivosti.

Krystaly perovskitu obsahují tři prvkyelementární buňka. To mu dává svobodu provádět strukturální změny, jako je složení a symetrie krystalu, a také schopnost zachovat různé vady. Kvůli různým koordinačním a vazebným úhlům atomů v jádru defektu linky jsou zavedeny nové elektronické stavy a struktura elektronického pásma je lokálně modifikována tak radikálně, že transformuje defekt linky na kov.

Přečtěte si také:

Země dosáhne kritické teploty za 20 let.

Potrat a věda: co se stane s dětmi, které porodí.

Bylo nalezeno nejstarší skalní umění na světě.

Ministerstvo zdravotnictví Argentiny zveřejnilo údaje o vedlejších účincích u těch, kteří dostávali přípravek Sputnik V.