Forskare har för första gången observerat metalllinjer i en perovskitkristall.i
"Den elektriskt ledande karaktären och den föredragna riktningen hos dessa linjära metalldefekter innebär att vi kan göra ett material som kommer att göra detTransparent som glas och samtidigt mycket riktningsledande som metall.Nu kan vi göra fönster eller nya typer av pekskärmar transparenta och ledande på samma gång.
K. André Mhoyan, Institutionen för kemiteknik och materialvetenskap, University of Minnesota.
Defekter är vanliga i kristaller ochLinjära defekter (den vanligaste av dem är en dislokation) är en serie atomer som avviker från normal ordning. Eftersom förskjutningarna har samma elementära sammansättning som huvudkristallen skiljer sig förändringar i den elektroniska bandstrukturen i kärnan av förskjutningen till följd av en minskning av symmetri och deformation bara något. Forskare var tvungna att se bortom dislokationer för att hitta en defekt i en metalllinje, där sammansättningen av defekten och den resulterande atomstrukturen är mycket olika.
Med hjälp av avancerad analytisk transmissionselektronmikroskopi (STEM) med en förstoring på 10 miljoner gånger kunde forskare vid University of Minnesota isolera och kartlägga strukturen och sammansättningen av metalldefekten som en linje i en BaSnO3-perovskitkristall.
"Vi upptäckte lätt dessa linjära defekter i bilder av tunna filmer av BaSnO3 som erhållits genom sveptransmissionselektronmikroskopi på grund av deras unika atomkonfiguration, och vi såg dem bara uppifrån och ner."
Hwanghui Yong, doktorand, institutionen för kemiteknik och materialvetenskap.
För denna studie var BaSnO3-filmernaodlad av molekylär stråleepitaxi - en teknik för framställning av högkvalitativa kristaller - i ett laboratorium vid University of Minnesota. Metalllinjefelarna som observerats i dessa BaSnO3-filmer sprids i riktning mot filmtillväxt, vilket innebär att forskare potentiellt kan kontrollera hur och var linjedefekter uppträder och eventuellt utforma dem efter behov i pekskärmar, smarta fönster och annan framtida teknik. kräver en kombination av transparens och konduktivitet.
Perovskitkristaller innehåller tre element ielementär cell. Detta ger friheten att göra strukturella förändringar som kristallkomposition och symmetri, samt förmågan att behålla olika defekter. På grund av de olika koordinerings- och bindningsvinklarna hos atomer i linjedefektens kärna introduceras nya elektroniska tillstånd och strukturen hos det elektroniska bandet modifieras lokalt så radikalt att det förvandlar linjefelet till en metall.
Läs också:
Jorden kommer att nå en kritisk temperatur om 20 år.
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda.
Den äldsta bergkonsten i världen hittades.
Argentinas hälsovårdsministerium avslöjade uppgifter om biverkningar hos dem som fick Sputnik V.