I ricercatori hanno osservato per la prima volta linee metalliche in un cristallo di perovskite. Le perovskiti abbondano
"Natura elettricamente conduttiva eLa direzionalità preferenziale di questi difetti delle linee metalliche significa che possiamo realizzare un materiale trasparente come il vetro e allo stesso tempo altamente conduttivo in direzione, come il metallo. Ora possiamo rendere le finestre o i nuovi tipi di touch screen trasparenti e conduttivi allo stesso tempo”.
K. Andre Mkhoyan, Dipartimento di ingegneria chimica e scienza dei materiali, Università del Minnesota.
I difetti sono comuni nei cristalli eI difetti lineari (il più comune dei quali è una dislocazione) sono una serie di atomi che deviano dall'ordine normale. Poiché le dislocazioni hanno la stessa composizione elementare del cristallo principale, i cambiamenti nella struttura della banda elettronica nel nucleo di dislocazione a causa di una diminuzione della simmetria e della deformazione spesso differiscono solo leggermente. I ricercatori hanno dovuto guardare oltre le dislocazioni per trovare un difetto in una linea metallica, dove la composizione del difetto e la struttura atomica risultante sono molto diverse.
Utilizzando la trasmissione analitica avanzataUtilizzando la microscopia elettronica (STEM) con un ingrandimento di 10 milioni di volte, i ricercatori dell’Università del Minnesota sono stati in grado di isolare e visualizzare la struttura e la composizione di un difetto della linea metallica in un cristallo di perovskite BaSnO3.
“Abbiamo notato facilmente questi difetti lineariimmagini al microscopio elettronico a trasmissione a scansione di film sottili di BaSnO3 a causa della loro configurazione atomica unica, e li abbiamo visti solo in vista dall'alto."
Hwanghui Yun, uno studente laureato presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Scienza dei Materiali.
Per questo studio, i film BaSnO3 eranocresciuto mediante epitassia a fascio molecolare, una tecnica per la produzione di cristalli di alta qualità, in un laboratorio dell'Università del Minnesota. I difetti della linea metallica osservati in questi film BaSnO3 si propagano nella direzione della crescita del film, il che significa che i ricercatori possono potenzialmente controllare come e dove compaiono i difetti della linea e potenzialmente progettarli secondo necessità su touch screen, finestre intelligenti e altre tecnologie future. che richiedono una combinazione di trasparenza e conduttività.
I cristalli di perovskite contengono tre elementi incella elementare. Questo gli dà la libertà di apportare modifiche strutturali, come la composizione e la simmetria del cristallo, nonché la capacità di trattenere vari difetti. A causa della diversa coordinazione e angoli di legame degli atomi nel nucleo del difetto di linea, vengono introdotti nuovi stati elettronici e la struttura della banda elettronica viene modificata localmente in modo così radicale da trasformare il difetto di linea in un metallo.
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