การนำผลึกของ Perovskite มาเผยให้เห็นด้วยกำลังขยาย 10 ล้านเท่า

นักวิจัยได้สังเกตเห็นเส้นโลหะในคริสตัลเพอร์รอฟสไกต์เป็นครั้งแรก Perovskites มีอยู่มากมาย

จุดศูนย์กลางของโลก และแบเรียมสแตนเนต (BaSnO3) คือหนึ่งในคริสตัลเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของโลหะยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีการใช้วัสดุนำไฟฟ้ามากกว่า เช่น โลหะหรือเซมิคอนดักเตอร์บนโลกนี้ การค้นพบนี้เกิดขึ้นโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านขั้นสูง (TEM) ซึ่งเป็นเทคนิคที่สามารถสร้างภาพที่กำลังขยายสูงถึง 10 ล้านภาพ

“ธรรมชาติของการนำไฟฟ้าและทิศทางพิเศษของข้อบกพร่องของเส้นโลหะเหล่านี้หมายความว่าเราสามารถสร้างวัสดุที่โปร่งใสเหมือนแก้วแต่ยังเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้มากเหมือนโลหะ ตอนนี้เราสามารถทำให้หน้าต่างหรือหน้าจอสัมผัสประเภทใหม่โปร่งใสและเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้ในเวลาเดียวกัน”

K. Andre Mkhoyan ภาควิชาวิศวกรรมเคมีและวัสดุศาสตร์ มหาวิทยาลัยมินนิโซตา

ข้อบกพร่องเป็นเรื่องปกติในคริสตัลและข้อบกพร่องเชิงเส้น (ที่พบมากที่สุดในหมู่พวกเขาคือความคลาดเคลื่อน) เป็นชุดของอะตอมที่เบี่ยงเบนไปจากลำดับปกติ เนื่องจากความคลาดเคลื่อนมีองค์ประกอบของธาตุเช่นเดียวกับคริสตัลหลักการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างวงอิเล็กทรอนิกส์ในแกนความคลาดเคลื่อนเนื่องจากการลดลงของสมมาตรและการเสียรูปมักจะแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย นักวิจัยต้องมองข้ามความคลาดเคลื่อนเพื่อค้นหาข้อบกพร่องในเส้นโลหะซึ่งองค์ประกอบของข้อบกพร่องและโครงสร้างอะตอมที่ได้นั้นแตกต่างกันมาก

ใช้การส่งผ่านการวิเคราะห์ขั้นสูงนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมินนิโซตาใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (STEM) ที่กำลังขยาย 10 ล้านเท่า สามารถแยกและจำลองภาพโครงสร้างและองค์ประกอบของข้อบกพร่องของเส้นโลหะในผลึก BaSnO3 perovskite ได้

“เราสังเกตเห็นข้อบกพร่องเชิงเส้นเหล่านี้ได้ง่ายการสแกนภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านของฟิล์มบาง BaSnO3 เนื่องจากมีการกำหนดค่าอะตอมที่เป็นเอกลักษณ์ และเราเห็นพวกมันในมุมมองด้านบนเท่านั้น"

Hwanghui Yun นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาภาควิชาวิศวกรรมเคมีและวัสดุศาสตร์

สำหรับการศึกษาครั้งนี้ภาพยนตร์ BaSnO3 คือเติบโตโดย epitaxy ลำแสงโมเลกุลซึ่งเป็นเทคนิคในการสร้างผลึกคุณภาพสูงในห้องปฏิบัติการที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตา ข้อบกพร่องของเส้นโลหะที่พบในภาพยนตร์ BaSnO3 เหล่านี้แพร่กระจายไปในทิศทางของการเติบโตของฟิล์มซึ่งหมายความว่านักวิจัยสามารถควบคุมได้ว่าจะปรากฏข้อบกพร่องของเส้นอย่างไรและที่ไหนและอาจออกแบบได้ตามต้องการในหน้าจอสัมผัสหน้าต่างอัจฉริยะและเทคโนโลยีอื่น ๆ ในอนาคต ต้องการการผสมผสานระหว่างความโปร่งใสและการนำไฟฟ้า

ผลึก Perovskite ประกอบด้วยสามองค์ประกอบในเซลล์ประถม ทำให้มีอิสระในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเช่นองค์ประกอบและความสมมาตรของคริสตัลตลอดจนความสามารถในการรักษาข้อบกพร่องต่างๆ เนื่องจากการประสานงานและมุมพันธะที่แตกต่างกันของอะตอมในแกนกลางของข้อบกพร่องของเส้นจึงมีการแนะนำสถานะอิเล็กทรอนิกส์ใหม่และโครงสร้างของวงอิเล็กทรอนิกส์ได้รับการปรับเปลี่ยนในพื้นที่อย่างรุนแรงจนเปลี่ยนข้อบกพร่องของเส้นเป็นโลหะ

อ่านเพิ่มเติม:

โลกจะถึงอุณหภูมิวิกฤตใน 20 ปี

การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด

พบศิลปะหินที่เก่าแก่ที่สุดในโลก

กระทรวงสาธารณสุขของอาร์เจนตินาเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับผลข้างเคียงในผู้ที่ได้รับ Sputnik V.