Crescimento e transferência de filmes autônomos ultrafinos de SrTiO3. uma, Esquema de um filme com uma camada de buffer SAO. b, A camada sacrificial de SAO é dissolvida em água para liberar os filmes de óxido superiores com o suporte mecânico de PDMS. c, Novas heteroestruturas e interfaces são formadas quando o filme autônomo é transferido para o substrato desejado. d, e, Seção transversal atômica resolvida (d) e visão plana de baixa ampliação (e) imagens HAADF de um filme STO independente de célula de duas unidades transferido para um wafer de silício e uma grade TEM de carbono furada, respectivamente. f, g, Imagens em corte transversal atomicamente resolvidas (f) e visão plana de baixa ampliação (g) HAADF de um filme STO autônomo representativo de quatro células unitárias, mostrando a excelente flexibilidade de filmes autônomos ultrafinos. Crédito: Natureza (2019). DOI:10.1038 / s41586-019-1255-7
Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Nanjing, na China, a Universidade de Nebraska e a Universidade da Califórnia nos EUA encontraram uma maneira de produzir filmes autônomos de óxido de perovskita. Em seu artigo publicado na revista Natureza , o grupo descreve o processo que desenvolveram e como funcionou bem quando testado. Yorick Birkhölzer e Gertjan Koster, da Universidade de Twente, publicaram um artigo News and Views sobre o trabalho realizado pela equipe na mesma edição do jornal.
Birkhölzer e Koster ressaltam que muitos novos materiais são feitos indo a extremos - tornando-os muito grandes ou muito pequenos. Torná-los pequenos levou a muitas descobertas recentes, eles notam, incluindo uma técnica para fazer grafeno. Uma área de pesquisa se concentrou em maneiras de produzir óxidos de metais de transição em um formato mais fino. Tem sido lento, Contudo, devido à sua natureza cristalina. Ao contrário de alguns materiais, óxidos de metais de transição não se formam naturalmente em camadas com uma camada superior que pode ser removida. Em vez de, eles se formam em estruturas 3-D fortemente ligadas. Por causa disso, alguns no campo temem que talvez nunca seja possível produzi-los nas formas desejadas. Mas agora, os pesquisadores com este novo esforço encontraram uma maneira de produzir dois óxidos de metal de transição (óxidos de perovskita, titanato de estrôncio e ferrita de bismuto) em um formato de filme fino.
O processo desenvolvido pelos pesquisadores envolveu o uso de epitaxia de feixe molecular para aplicar uma camada tampão sobre um substrato, seguida por uma camada de perovskita. Uma vez que o sanduíche de materiais foi feito, os pesquisadores usaram água para dissolver a camada tampão, permitindo que a perovskita seja removida e colocada em outros substratos. Os pesquisadores relatam que seu processo funcionou tão bem que eles foram capazes de extrair filmes de perovskita perto do limite teórico - uma célula unitária quadrada (com lados de aproximadamente 0,4 nanômetro).
“Por meio de nossa fabricação bem-sucedida de óxidos de perovskita ultrafinos até o limite da monocamada, criamos uma nova classe de materiais bidimensionais, ”Diz Xiaoqing Pan, professor de ciência e engenharia de materiais e cadeira dotada de Henry Samueli em engenharia na UCI. “Uma vez que esses cristais têm efeitos fortemente correlacionados, prevemos que eles exibirão qualidades semelhantes ao grafeno, que serão fundamentais para as tecnologias de energia e informação de próxima geração. ” Crédito:Xiaoqing Pan / UCI
Birkhölzer e Koster destacam que o trabalho realizado pela equipe combinada da China e da América demonstrou que é possível produzir pelo menos alguns óxidos de metal de transição em formato de filme fino. A pesquisa também dissipou os temores de que tal filme entraria em colapso, tornando-o inutilizável.
© 2019 Science X Network
