Estrutura atômica de γ-Ga2 O3 . a) Representação esquemática da estrutura cristalina com posições inequivalentes de Ga dados números (1,3) para tetraédrico Td e (2,4) para octaédrico Oh ordenação. b,c) Imagem de resolução atômica de γ-Ga2 O3 cristalizado em substrato de safira. b) Imagem de contraste de fase de alta resolução ao longo da projeção [110]. A inserção mostra uma visão expandida, bem como uma simulação de imagem. O último é sobreposto com um modelo atômico (átomos vermelhos são oxigênio, verdes e azuis são átomos de Ga coordenados quádruplo e sêxtuplo. c) STEM imagem de campo escuro anular de alto ângulo da mesma área. Os átomos brilhantes correspondem ao Ga. Um modelo atômico é sobreposto à imagem. O padrão de imagem flutua entre uma periodicidade única e uma periodicidade dupla ao longo dos (111) planos da estrutura. A inserção mostra detalhes da imagem de microscopia que correspondem a uma ocupação semelhante à da estrutura β na projeção <132> (periodicidade dupla, inserção à esquerda) e a uma ocupação da estrutura γ ao longo da projeção <110> (única periodicidade, inserção à direita). A Figura 1a foi preparada usando o pacote de software VESTA. Crédito:Materiais Avançados (2022). DOI:10.1002/adma.202204217
Pesquisadores da Universidade de Liverpool, da Universidade de Bristol, da University College London (UCL) e da Diamond Light Source desenvolveram uma nova compreensão do óxido de gálio, combinando uma abordagem teórica de aprendizado de máquina com resultados experimentais.
Em artigo publicado na revista
Advanced Materials , os pesquisadores usaram uma combinação de abordagens teóricas e técnicas de aprendizado de máquina para identificar as principais características do óxido de gálio, um material que tem aplicações promissoras em eletrônica de potência e fotodetectores solares.
O óxido de gálio apresenta um desafio particular em toda a síntese, caracterização e teoria devido à sua desordem inerente e estrutura complexa resultante - relação estrutura eletrônica.
Possui cinco fases ou estruturas cristalinas diferentes, conhecidas como alfa, beta, gama, delta e épsilon. A fase gama foi suspeitada pela primeira vez em 1939, mas permaneceu em grande parte elusiva até 2013, quando mais detalhes de sua estrutura foram encontrados usando difração de nêutrons. Ele tem quatro sítios de rede de gálio inequivalentes que são parcialmente ocupados em uma estrutura inerentemente desordenada, de modo que, apesar de sua simetria cúbica enganosamente simples, é de fato imensamente complexo. O enorme número de estruturas cristalinas possíveis torna impossíveis as abordagens teóricas convencionais.
A principal autora do estudo, Dra. Laura Ratcliff, do Centro de Química Computacional da Universidade de Bristol, disse:"Para enfrentar o desafio de desenvolver um modelo atomístico robusto, cálculos de primeiros princípios são combinados com aprendizado de máquina para rastrear quase um milhão de estruturas possíveis em 160 As configurações de baixa energia previstas fornecem uma boa descrição dos dados experimentais, enquanto desvios claros são encontrados para as configurações de energia mais alta, confirmando que estas não são uma descrição realista da desordem no óxido de gama-gálio."
A Dra. Anna Regoutz, do Departamento de Química da UCL, disse:"Nossos dados da Diamond Light Source e de colaboradores de todo o mundo foram cruciais para validar as descobertas teóricas".
Tim Veal, professor de Física de Materiais da Universidade de Liverpool, disse:"Esta compreensão detalhada da influência da desordem estrutural na estrutura eletrônica do óxido de gama-gálio é crucial para fornecer uma base de conhecimento sólida para este e outros materiais desordenados. permite otimizar ainda mais e a implementação em diferentes aplicações deste e de materiais relacionados."
Dra. Leanne Jones, Ph.D. Um estudante do Departamento de Física da Universidade de Liverpool e do Instituto Stephenson de Energia Renovável que trabalhou no estudo, disse:"Esta pesquisa aborda uma lacuna em nossa compreensão deste material e ajudará o óxido de gama-gálio a atingir seu potencial em aplicações. "
+ Explorar mais Ferramenta MOCVD para avançar na pesquisa de semicondutores de óxido de gálio
