Conductivitatea cristalelor perovskite a dezvăluit o mărire de 10 milioane de ori

Pentru prima dată, cercetătorii au observat linii metalice într-un cristal de perovskit. Perovskites abundă în

centrul Pământului și stanatul de bariu (BaSnO3) esteunul dintre aceste cristale. Cu toate acestea, proprietățile sale metalice nu au fost studiate pe scară largă din cauza prevalenței unor materiale mai conductoare, cum ar fi metalele sau semiconductorii de pe planetă. Descoperirea a fost făcută folosind microscopia electronică cu transmisie avansată (TEM), o tehnică care poate genera imagini cu măriri de până la 10 milioane.

"Natura conductoare electric și preferatăнаправление этих металлических линейных дефектов означает, что мы можем сделать материал, который будет прозрачным, как стекло, и в то же время очень хорошо проводящим по направлению, как металл. Теперь мы можем сделать окна или новые типы сенсорных экранов прозрачными и в то же время проводящими».

K. Andre Mkhoyan, Departamentul de Inginerie Chimică și Știința Materialelor, Universitatea din Minnesota.

Defectele sunt frecvente în cristale șiDefectele liniare (cel mai frecvent printre ele este dislocarea) sunt o serie de atomi care se abat de la ordinea normală. Deoarece luxațiile au aceeași compoziție elementară ca cristalul principal, modificările în structura benzii electronice în nucleul dislocării datorită unei scăderi a simetriei și deformării diferă adesea doar ușor. Cercetătorii au trebuit să privească dincolo de luxații pentru a găsi un defect într-o linie metalică, în care compoziția defectului și structura atomică rezultată sunt foarte diferite.

Utilizarea transmisiei analitice avansatemicroscopia electronică (STEM) cu o mărire de 10 milioane de ori, cercetătorii de la Universitatea din Minnesota au reușit să izoleze și să afișeze structura și compoziția unui defect metalic ca o linie în cristalul de perovskit BaSnO3.

„Am observat cu ușurință aceste defecte de linieScanarea imaginilor prin microscopie electronică cu transmisie a filmelor subțiri BaSnO3 datorită configurației lor atomice unice și le-am văzut doar în vizualizarea de sus. "

Hwanghui Yong, doctorand, Departamentul de Inginerie Chimică și Știința Materialelor.

Pentru acest studiu, filmele BaSnO3 au fostcrescut prin epitaxie cu fascicul molecular - o tehnică de fabricare a cristalelor de înaltă calitate - într-un laborator de la Universitatea din Minnesota. Defectele liniei metalice observate în aceste filme BaSnO3 se propagă în direcția creșterii filmului, ceea ce înseamnă că cercetătorii pot controla cum și unde apar defectele liniei și le pot proiecta după cum este necesar în ecranele tactile, ferestrele inteligente și alte tehnologii viitoare. necesitând o combinație de transparență și conductivitate.

Cristalele de perovskit conțin trei elemente încelula elementara. Acest lucru îi oferă libertatea de a face modificări structurale, cum ar fi compoziția și simetria cristalelor, precum și capacitatea de a reține diverse defecte. Datorită diferitelor unghiuri de coordonare și legare ale atomilor din miezul defectului liniei, sunt introduse noi stări electronice, iar structura benzii electronice este modificată local atât de radical încât transformă defectul liniei într-un metal.

Citește și:

Pământul va atinge o temperatură critică peste 20 de ani.

Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște.

A fost găsită cea mai veche artă rock din lume.

Ministerul Sănătății din Argentina a dezvăluit date despre efectele secundare la cei care au primit Sputnik V.