Fig.1:Esquema da interface do óxido de perovskita. Crédito:Universidade de Osaka
As perovskitas são um tipo de mineral e classe de materiais, e têm atraído muita atenção por suas aplicações potenciais a tecnologias como as usadas em células solares. Esses materiais exclusivos têm estruturas bem ordenadas e mostram muitas propriedades interessantes que podem ser úteis em outras áreas da eletrônica. Essa variedade de propriedades no mesmo backbone estrutural permite diferentes tipos de perovskitas, com propriedades diferentes, para serem unidos uniformemente sem quebrar a coerência da rede. Ser capaz de examinar as estruturas nessas interfaces é importante para os pesquisadores que estudam perovskitas, mas as técnicas usadas atualmente têm resolução insuficiente ou produzem resultados complexos que são muito difíceis de analisar.
Agora, Pesquisadores liderados pela Universidade de Osaka descobriram uma maneira de modelar interfaces de óxido de perovskita com grande precisão e exatidão, usando uma nova abordagem computadorizada para escolher a estrutura correta de dados de raios-X. Eles relataram recentemente suas descobertas no Journal of Applied Crystallography.
"O uso de microscopia eletrônica de transmissão de varredura típica em óxidos de perovskita requer que as amostras sejam cortadas, o que pode danificar a superfície e afetar a resolução, "O autor principal do estudo, Masato Anada, diz." As abordagens de difração de raios-X de superfície evitam esses efeitos, mas analisar os dados é complexo, tão poucas pessoas estão usando esse método. Nosso método de refinamento baseado em Monte Carlo fornece uma maneira rápida de pesquisar a estrutura mais provável a partir de dados de raios-X, e é versátil o suficiente para ser aplicado a interfaces mais variáveis. "
Os métodos de Monte Carlo ajudam a prever como provavelmente será a estrutura de uma interface. Fazendo pequenas mudanças, com certas restrições, muitas estruturas possíveis diferentes podem ser simuladas aleatoriamente.
A aplicação desta técnica à interface entre as perovskitas e a comparação de dados simulados de raios-X com medições reais permite que os pesquisadores identifiquem rapidamente as estruturas de perovskitas mais prováveis.
Fig.2:Exemplo de desempenho do software. (topo) Deslocamento atômico da estrutura do modelo em função da profundidade. (inferior) Perfis de intensidade de raios-X dispersos calculados a partir da estrutura do modelo (dados de demonstração, círculos abertos), modelo estrutural inicial (curva azul) e o resultado do refinamento (curva vermelha). Nesta figura, a análise dos dados de demonstração para mostrar a precisão do método. A análise em um conjunto de dados obtido experimentalmente também é relatada. Crédito:Universidade de Osaka
Eles testaram seu novo método em um conjunto de dados de raios-X simulado a partir de uma estrutura de interface realista entre dois tipos de óxidos de perovskita, e a estrutura final refinada por sua modelagem estava muito próxima da estrutura real da interface.
"Os recursos das interfaces perovskita são ideais para testar certas teorias na física da matéria condensada e para fazer novos tipos de sistema de materiais eletrônicos, "diz o co-autor Yusuke Wakabayashi." Nossa abordagem torna a análise dos dados estruturais complexos dessas interfaces muito mais fácil, e também é robusto para estruturas interfaciais desiguais. Essa abordagem deve ser útil para qualquer pessoa que esteja investigando essas estruturas. "
