Провідність кристала перовскита розкрита при збільшенні в 10 мільйонів разів

Дослідники вперше поспостерігали металеві лінії в кристалі перовскита. Перовскіту рясніють в

центрі Землі, і станат барію (BaSnO3) єодним з таких кристалів. Однак його металеві властивості не вивчалися широко через переважання на планеті більше провідних матеріалів, таких як метали або напівпровідники. Відкриття було зроблено за допомогою передової просвічує електронної мікроскопії (ПЕМ) - методу, який дозволяє формувати зображення зі збільшенням до 10 мільйонів.

«Електропровідних природа і переважнеспрямування цих металевих лінійних дефектів означає, що ми можемо зробити матеріал, який буде прозорим, як скло, і в той же час дуже добре проводять у напрямку, як метал. Тепер ми можемо зробити вікна або нові типи сенсорних екранів прозорими і в той же час проводять ».

К. Андре Мхоян, кафедра хімічної інженерії та матеріалознавства, Мінесотський університет.

Дефекти є звичайним явищем в кристалах, алінійні дефекти (найбільш поширеним серед них є дислокація) представляють собою ряд атомів, які відхиляються від нормального порядку. Оскільки дислокації мають той же склад елементів, що і основний кристал, зміни в електронній зонної структурі в ядрі дислокації через зниження симетрії і деформації часто лише незначно. Дослідникам потрібно було подивитися за межі дислокацій, щоб знайти дефект металевої лінії, де склад дефекту і результуюча атомна структура сильно розрізняються.

Використовуючи передову аналітичну просвічуєелектронну мікроскопію (STEM) зі збільшенням в 10 мільйонів разів, дослідники з Університету Міннесоти змогли виділити і відобразити структуру і склад металевого дефекту у вигляді лінії в кристалі перовскита BaSnO3.

«Ми легко помітили ці лінійні дефекти назображеннях тонких плівок BaSnO3, отриманих за допомогою скануючої просвічує електронної мікроскопії, через їхній унікальній атомної конфігурації, і ми бачили їх тільки на вигляді зверху ».

Хванхуей Юн, аспірант кафедри хімічного машинобудування і матеріалознавства.

Для цього дослідження плівки BaSnO3 буливирощені методом молекулярно-променевої епітаксії - методики виготовлення високоякісних кристалів - в лабораторії Університету Міннесоти. Металеві лінійні дефекти, що спостерігаються в цих плівках BaSnO3, поширюються в напрямку зростання плівки, що означає, що дослідники потенційно можуть контролювати, як і де з'являються лінійні дефекти, і потенційно проектувати їх у міру необхідності в сенсорних екранах, інтелектуальних вікнах і інших технологіях майбутнього, вимагають поєднання прозорості та провідності.

Кристали перовскита містять три елементи велементарній комірці. Це дає йому свободу для структурних змін, таких як склад і симетрія кристала, а також можливість утримувати різні дефекти. Через різних кутів координації і зв'язку атомів в ядрі дефекту лінії вводяться нові електронні стану, а структура електронної зони локально модифікується настільки радикально, що перетворює дефект лінії в метал.

Читати також:

Земля досягне критичної позначки температури через 20 років.

Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять.

Знайдена найстаріша в світі наскальний живопис.

МОЗ Аргентини розкрив дані про побічні ефекти у отримали «Супутник V».