研究者らは、ペロブスカイト結晶内に金属線を初めて観察した。ペロブスカイトが豊富にある
「導電性とこれらの金属線欠陥の優先的な方向性は、ガラスのように透明でありながら、同時に金属のように非常に高い方向伝導性をもつ材料を作成できることを意味します。今では、窓や新しいタイプのタッチ スクリーンを透明かつ導電性にすることができます。」
K. Andre Mkhoyan、ミネソタ大学化学工学および材料科学学科。
欠陥は結晶で一般的であり、線形欠陥（最も一般的なのは転位です）は、通常の順序から逸脱した一連の原子です。転位は主結晶と同じ元素組成を持っているため、対称性の低下や変形による転位コアの電子バンド構造の変化は、わずかに異なることがよくあります。研究者は、欠陥の組成と結果として生じる原子構造が非常に異なる金属線の欠陥を見つけるために、転位を超えて調べる必要がありました。
高度な分析伝送の使用ミネソタ大学の研究者らは、倍率 1,000 万倍の電子顕微鏡 (STEM) を使用して、BaSnO3 ペロブスカイト結晶内の金属線欠陥の構造と組成を分離し、画像化することができました。
「これらの線状欠陥には簡単に気づきました。BaSnO3 薄膜の走査型透過型電子顕微鏡画像は、その独特な原子配置によるものであり、我々はそれらを上から見ただけでした。」
Hwanghui Yun さん、化学工学・材料科学専攻の大学院生。
この研究では、BaSnO3フィルムはミネソタ大学の研究室で、分子ビームエピタキシー（高品質の結晶を作るための技術）によって成長させました。これらのBaSnO3フィルムで観察された金属線欠陥は、膜成長の方向に伝播します。つまり、研究者は線欠陥が現れる方法と場所を制御し、タッチスクリーン、スマートウィンドウ、その他の将来のテクノロジーで必要に応じて設計することができます。透明度と導電性の組み合わせが必要です。
ペロフスカイト結晶には、エレメンタリーセル。これにより、結晶組成や対称性などの構造変更を自由に行うことができ、さまざまな欠陥を保持することができます。線欠陥のコア内の原子の配位と結合の角度が異なるため、新しい電子状態が導入され、電子バンドの構造が局所的に大幅に変更されて、線欠陥が金属に変わります。
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