Os pesquisadores observaram linhas metálicas em um cristal de perovskita pela primeira vez. As perovskitas são abundantes em
"Natureza eletricamente condutora eA direcionalidade preferencial desses defeitos de linhas metálicas significa que podemos fazer um material que é transparente como o vidro e ao mesmo tempo muito condutor direcionalmente como o metal. Agora podemos tornar as janelas ou novos tipos de telas sensíveis ao toque transparentes e condutoras ao mesmo tempo.”
K. Andre Mkhoyan, Departamento de Engenharia Química e Ciência de Materiais, Universidade de Minnesota.
Os defeitos são comuns em cristais eDefeitos lineares (o mais comum dos quais é um deslocamento) são uma série de átomos que se desviam da ordem normal. Uma vez que os deslocamentos têm a mesma composição elementar do cristal principal, as mudanças na estrutura da banda eletrônica no núcleo do deslocamento devido a uma diminuição na simetria e deformação geralmente diferem apenas ligeiramente. Os pesquisadores tiveram que olhar além dos deslocamentos para encontrar um defeito em uma linha de metal, onde a composição do defeito e a estrutura atômica resultante são muito diferentes.
Usando transmissão analítica avançadaUsando microscopia eletrônica (STEM) com ampliação de 10 milhões de vezes, pesquisadores da Universidade de Minnesota conseguiram isolar e criar imagens da estrutura e composição de um defeito de linha de metal em um cristal de perovskita BaSnO3.
“Percebemos facilmente esses defeitos lineares emimagens de microscopia eletrônica de transmissão de varredura de filmes finos de BaSnO3 devido à sua configuração atômica única, e nós só as vimos em vista superior."
Hwanghui Yun, estudante de pós-graduação do Departamento de Engenharia Química e Ciência dos Materiais.
Para este estudo, os filmes BaSnO3 foramcultivado por epitaxia de feixe molecular - uma técnica para fazer cristais de alta qualidade - em um laboratório da Universidade de Minnesota. Os defeitos de linha de metal observados nesses filmes de BaSnO3 se propagam na direção do crescimento do filme, o que significa que os pesquisadores podem controlar potencialmente como e onde os defeitos de linha aparecem e potencialmente projetá-los conforme necessário em telas sensíveis ao toque, janelas inteligentes e outras tecnologias futuras. exigindo uma combinação de transparência e condutividade.
Os cristais de perovskita contêm três elementos emcélula elementar. Isso lhe dá a liberdade de fazer mudanças estruturais, como a composição e a simetria do cristal, bem como a capacidade de reter vários defeitos. Devido aos diferentes ângulos de coordenação e ligação dos átomos no núcleo do defeito da linha, novos estados eletrônicos são introduzidos e a estrutura da banda eletrônica é localmente modificada de forma tão radical que transforma o defeito da linha em um metal.
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