Figura 3 do material de comunicado à imprensa. (Esquerda) Imagem de microscopia de tunelamento de varredura de filme fino de SrTiO3 de 0,3 unidades (UC) (15 nm × 15 nm). O arranjo atômico é claramente observado como sendo idêntico entre o SrTiO 3 filme fino (roxo) e o SrTiO 3 substrato por baixo (azul). (À direita) Um modelo de crescimento ilustrando a formação de SrTiO 3 filme fino. A camada de TiO2 que está presente na superfície do SrTiO 2 substrato é transferido para a superfície do filme fino.
O grupo de pesquisa incluindo AIMR e NIMS desenvolveu um novo sistema avançado, combinando um microscópio de super-resolução e uma câmara de deposição para o cultivo de filmes finos de óxido. Com este sistema, eles observaram com sucesso pela primeira vez o crescimento de filmes finos de óxido de metal em um nível atômico na superfície do titanato de estrôncio de cristal único (SrTiO 3 ) Com base nessas observações, eles identificaram o mecanismo envolvido no crescimento dos filmes finos nos quais os átomos de titânio sobem para a superfície do filme.
O grupo de pesquisa liderado pelo professor assistente Takeo Ohsawa (atualmente o investigador principal do Instituto Nacional de Ciência de Materiais [NIMS]) e o professor associado Taro Hitosugi do Instituto Avançado de Pesquisa de Materiais (AIMR) da Universidade de Tohoku desenvolveu um novo sistema avançado, combinando um microscópio de super-resolução e uma câmara de deposição para o cultivo de filmes finos de óxido. Com este sistema, eles observaram com sucesso pela primeira vez o crescimento de filmes finos de óxido de metal em um nível atômico na superfície do titanato de estrôncio de cristal único (SrTiO 3 ) Com base nessas observações, eles identificaram o mecanismo envolvido no crescimento dos filmes finos em que átomos de titânio sobem para a superfície do filme.
Óxidos de metal, incluindo óxidos do tipo perovskita, como SrTiO 3 , são materiais comumente usados devido às suas diversas propriedades, como supercondutividade, ferromagnetismo, ferroeletricidade, e efeito catalítico. Nos últimos anos, novas propriedades geradas na interface entre dois óxidos dissimilares foram vigorosamente investigadas. Contudo, pouco se sabe sobre o mecanismo envolvido na formação dessa interface. A compreensão do mecanismo é a chave para o aprimoramento da pesquisa neste campo.
O grupo de pesquisa desenvolveu um sistema inovador que combina um microscópio de tunelamento de varredura capaz de identificar átomos individuais e um método de deposição de laser pulsado que permite o crescimento de filmes finos de alta qualidade. Além disso, eles também estabeleceram um método para preparar um SrTiO de cristal único 3 substrato no qual os átomos estão dispostos em um padrão periódico. Filmes finos epitaxiais foram crescidos na superfície dos substratos e o crescimento foi observado com resolução espacial em escala atômica. Nessas observações, eles descobriram que havia uma grande diferença no processo de crescimento quando SrTiO 3 e filmes finos de SrOx foram depositados na superfície dos substratos. Além disso, identificamos um fenômeno no qual o excesso de átomos de titânio presentes na superfície do SrTiO 3 substrato subiu à superfície da película fina. Essas observações facilitaram o entendimento claro em escala atômica do processo de crescimento em relação a como filmes finos de óxido são formados. Esses resultados podem não só contribuir para o entendimento da origem das propriedades interfaciais, mas também levar à criação de novos dispositivos eletrônicos por meio do desenvolvimento de novos materiais funcionais.
Esta pesquisa foi realizada como parte dos Programas de Pesquisa Básica Estratégica da Agência de Ciência e Tecnologia do Japão e deve ser publicada oficialmente em um jornal científico, ACS Nano , no futuro próximo.
