Zip atômico em SrNbO3.4. (a) Imagem HAADF STEM obtida antes da irradiação. A área de irradiação é marcada por um retângulo aberto vermelho. (b) Imagem HAADF STEM obtida após a irradiação de elétrons por ~ 300 s mostrando mudanças na estrutura atômica na região irradiada. A laje em forma de zigue-zague no retângulo é transformada em uma estrutura conectada em forma de corrente, resultando na fusão atômica das duas lajes em forma de cadeia vizinhas. A nova fase adotou a estrutura de SrNbO3. A transformação de fase pode ser bem controlada com precisão atômica. Crédito: Nano Letras
Pesquisadores do Instituto Avançado de Pesquisa de Materiais (AIMR) da Universidade de Tohoku realizaram um estudo colaborativo com o objetivo de controlar com precisão as transformações de fase com alta precisão espacial, o que representa um avanço significativo na realização de novas funcionalidades em dimensões confinadas.
O time, liderado pelo Prof. Yuichi Ikuhara, aplicou o feixe de elétrons focalizado de um microscópio eletrônico de transmissão de varredura (STEM) para irradiar SrNbO 3,4 cristais, e demonstrou um controle preciso de uma transformação de fase de SrNbO em camadas 3,4 para perovskite SrNbO 3 em escala atômica.
Esse controle preciso das transformações de fase abre novos caminhos para o design e processamento de materiais, bem como fabricação avançada de nanodispositivos. Os resultados completos do estudo foram publicados em Nano Letras .
Fundo
As transformações de fase em materiais cristalinos são de interesse fundamental primário e significado prático em uma ampla gama de campos, incluindo ciência de materiais, armazenamento de informações e ciências geológicas. A data, continua sendo altamente desejável ajustar precisamente as transformações de fase em um material devido ao seu impacto potencial nas propriedades macroscópicas e, portanto, em muitas aplicações avançadas.
Apesar de décadas de esforços, controlar com precisão as transformações de fase na escala atômica ainda representa um desafio significativo devido às complexidades de governar as condições termodinâmicas com precisão atômica. Avanços técnicos recentes em STEM corrigido de aberração oferecem um novo terreno fértil para sondar amostras por um feixe de elétrons sub-Angström focalizado, abrindo um caminho para o acionamento preciso das transformações de fase.
Avanço
Este trabalho demonstrou um controle bem-sucedido de uma transformação de fase do SrNbO em camadas 3,4 para o perovskite SrNbO 3 com precisão atômica, manipulando um feixe de elétrons sub-Angström focalizado para qualquer região selecionável.
Tal conceito - de um controle preciso das transformações de fase com uma precisão espacial atômica - deveria ser, em princípio, aplicável não apenas a SrNbO 3,4 / SrNbO 3 mas também para outros materiais, encontrar aplicações em processamento de materiais e fabricação de nanodispositivos.
Pontos chave :
