Les chercheurs ont observé pour la première fois des lignes métalliques dans un cristal de pérovskite. Les pérovskites abondent
"Nature électriquement conductrice etLa directionnalité préférentielle de ces défauts de lignes métalliques signifie que nous pouvons fabriquer un matériau transparent comme le verre et pourtant très conducteur comme le métal. Nous pouvons désormais rendre les fenêtres ou de nouveaux types d’écrans tactiles transparents et conducteurs à la fois.
K. Andre Mkhoyan, Département de génie chimique et de science des matériaux, Université du Minnesota.
Les défauts sont courants dans les cristaux, etLes défauts linéaires (dont le plus courant est une dislocation) sont une série d'atomes qui s'écartent de l'ordre normal. Puisque les dislocations ont la même composition élémentaire que le cristal principal, les changements dans la structure de bande électronique dans le noyau de dislocation dus à une diminution de la symétrie et de la déformation ne diffèrent souvent que légèrement. Les chercheurs ont dû regarder au-delà des dislocations pour trouver un défaut dans une ligne métallique, où la composition du défaut et la structure atomique résultante sont très différentes.
Utilisation de la transmission analytique avancéeEn utilisant la microscopie électronique (STEM) à un grossissement de 10 millions de fois, des chercheurs de l'Université du Minnesota ont pu isoler et imager la structure et la composition d'un défaut de ligne métallique dans un cristal de pérovskite BaSnO3.
« Nous avons facilement remarqué ces défauts linéaires surimages de microscopie électronique à transmission par balayage de couches minces de BaSnO3 en raison de leur configuration atomique unique, et nous ne les avons vues qu'en vue de dessus.
Hwanghui Yun, étudiant diplômé au Département de génie chimique et de science des matériaux.
Pour cette étude, les films BaSnO3 ont étécultivé par épitaxie par faisceau moléculaire - une technique de fabrication de cristaux de haute qualité - dans un laboratoire de l'Université du Minnesota. Les défauts de ligne métallique observés dans ces films BaSnO3 se propagent dans le sens de la croissance du film, ce qui signifie que les chercheurs peuvent potentiellement contrôler comment et où les défauts de ligne apparaissent et les concevoir éventuellement au besoin dans les écrans tactiles, les fenêtres intelligentes et d'autres technologies futures. nécessitant une combinaison de transparence et de conductivité.
Les cristaux de pérovskite contiennent trois éléments danscellule élémentaire. Cela lui donne la liberté d'apporter des modifications structurelles telles que la composition et la symétrie du cristal, ainsi que la capacité de conserver divers défauts. En raison des différents angles de coordination et de liaison des atomes dans le cœur du défaut de ligne, de nouveaux états électroniques sont introduits, et la structure de la bande électronique est localement modifiée si radicalement qu'elle transforme le défaut de ligne en métal.
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