Войти в аккаунт
Хотите наслаждаться полной версией, а также получить неограниченный доступ ко всем материалам?
Заявка на добавление в друзья

Раскрыта проводимость кристаллических структур

166 2 1

Исследователи впервые наблюдают металлические линии в кристалле перовскита. Перовскиты изобилуют в центре Земли, и станнат бария (BaSnO3) является одним из таких кристаллов

 

 

©Mkhoyan Group, University of Minnesota

 

В новаторских исследованиях материалов группа ученых Миннесотского университета сделала открытие, сочетающее в себе лучшее из двух востребованных качеств сенсорных экранов и умных окон – прозрачности и проводимости.

Исследователи впервые наблюдают металлические линии в кристалле перовскита. Перовскиты изобилуют в центре Земли, и станнат бария (BaSnO3) является одним из таких кристаллов. Однако его металлические свойства не изучались широко из-за преобладания на планете более проводящих материалов, таких как металлы или полупроводники.

Открытие было сделано с помощью передовой просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), метода, который позволяет формировать изображения с увеличением до 10 миллионов.

«Электропроводная природа и предпочтительное направление 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», – говорят исследователи.

«Это дает нам лучшее из двух миров. Мы можем сделать окна или новые типы сенсорных экранов прозрачными и в то же время проводящими. Это очень увлекательно».

Дефекты являются обычным явлением в кристаллах, а линейные дефекты (наиболее распространенным среди них является дислокация) представляют собой ряд атомов, которые отклоняются от нормального порядка.

Поскольку дислокации имеют тот же состав элементов, что и основной кристалл, изменения в электронной зонной структуре в ядре дислокации из-за снижения симметрии и деформации часто лишь незначительно отличаются от основной. Исследователям нужно было посмотреть за пределы дислокаций, чтобы найти дефект металлической линии, где состав дефекта и результирующая атомная структура сильно различаются.

 

Используя передовую аналитическую просвечивающую электронную микроскопию (STEM) с увеличением в 10 миллионов раз, исследователи из Университета Миннесоты смогли выделить и отобразить структуру и состав металлического дефекта в виде линии в кристалле перовскита BaSnO3. На этом изображении показано расположение атомов как в кристалле BaSnO3 (слева), так и в металлическом дефекте линии.

 

Для этого исследования пленки BaSnO3 были выращены методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) – методики изготовления высококачественных кристаллов. Металлические линейные дефекты, наблюдаемые в этих пленках BaSnO3, распространяются вдоль направления роста пленки, что означает, что исследователи потенциально могут контролировать, как и где появляются линейные дефекты, и потенциально проектировать их по мере необходимости в сенсорных экранах, интеллектуальных окнах и других технологиях будущего, требующих сочетания прозрачности и проводимость.

Кристаллы перовскита (ABX3) содержат три элемента в элементарной ячейке. Это дает ему свободу для структурных изменений, таких как состав и симметрия кристалла, а также возможность удерживать различные дефекты. Из-за различных углов координации и связи атомов в ядре дефекта линии вводятся новые электронные состояния, и структура электронной зоны локально модифицируется настолько радикально, что превращает дефект линии в металл.

«Было поразительно, как теория и эксперимент здесь согласовывались друг с другом», – сказал Туран Бирол, доцент кафедры химического машиностроения и материаловедения и эксперт по теории функционала плотности (DFT). «Мы могли проверить экспериментальные наблюдения атомной структуры и электронных свойств этого дефекта линии с помощью первых принципов DFT расчетов».

Исследование опубликовано в Science Advances.

<hr/>

Hwanhui Yun et al, Metallic line defect in wide-bandgap transparent perovskite BaSnO3, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abd4449

Источник: ab-news.ru
{{ rating.votes_against }} {{ rating.rating }} {{ rating.votes_for }}

Комментировать

осталось 1800 символов
Свернуть комментарии

Все комментарии (2)

Старый Соболь

комментирует материал 18.01.2021 #

Как они узнали, что проводимость дефекта металлическая?

Так-то материалы с линейными проводящими дефектами в изолирующей среде известны уже лет никак не меньше 50-ти. Это дислокации в кремнии. Они собирают на себя всякие примеси и в итоге становятся проводящими. Их изучил ещё академик Осипьян.

Но это всё к слову. То есть понятно, что особой революции от этого американского открытия не произойдёт. Но всё же с дислокациями понятно - там получают спектры отражения и видят край Друде, по которому могут оценить концентрацию носителей. И она в расчёте на объём очень мала. Но если считать на объём дислокаций, то тогда она становится типичной для металлов.

А вот как это сделали американцы, мне не понятно. Очень похоже на недобросовестную рекламу.

no avatar
×
Заявите о себе всем пользователям Макспарка!

Заказав эту услугу, Вас смогут все увидеть в блоке "Макспаркеры рекомендуют" - тем самым Вы быстро найдете новых друзей, единомышленников, читателей, партнеров.

Оплата данного размещения производится при помощи Ставок. Каждая купленная ставка позволяет на 1 час разместить рекламу в специальном блоке в правой колонке. В блок попадают три объявления с наибольшим количеством неизрасходованных ставок. По истечении периода в 1 час показа объявления, у него списывается 1 ставка.

Сейчас для мгновенного попадания в этот блок нужно купить 1 ставку.

Цена 10.00 MP
Цена 40.00 MP
Цена 70.00 MP
Цена 120.00 MP
Оплата

К оплате 10.00 MP. У вас на счете 0 MP. Пополнить счет

Войти как пользователь
email
{{ err }}
Password
{{ err }}
captcha
{{ err }}
Обычная pегистрация

Зарегистрированы в Newsland или Maxpark? Войти

email
{{ errors.email_error }}
password
{{ errors.password_error }}
password
{{ errors.confirm_password_error }}
{{ errors.first_name_error }}
{{ errors.last_name_error }}
{{ errors.sex_error }}
{{ errors.birth_date_error }}
{{ errors.agree_to_terms_error }}
Восстановление пароля
email
{{ errors.email }}
Восстановление пароля
Выбор аккаунта

Указанные регистрационные данные повторяются на сайтах Newsland.com и Maxpark.com