Pesquisadores liderados por Edwin Fohtung, professor associado de ciência e engenharia de materiais do Rensselaer Polytechnic Institute, desenvolveram uma nova técnica para revelar defeitos em óxido de vanádio nanoestruturado, um metal de transição amplamente utilizado com muitas aplicações potenciais, incluindo anodos eletroquímicos, aplicações ópticas e supercapacitores . Na pesquisa - que foi publicada em um artigo na revista Royal Chemical Society CrystEngComm , e também destaque na capa da edição - a equipe detalhou uma técnica de microscopia sem lentes para capturar defeitos individuais incorporados em nanoflocos de óxido de vanádio.
"Essas observações podem ajudar a explicar a origem de defeitos na estrutura, cristalinidade ou gradientes de composição observados perto dos limites dos grãos em outras tecnologias de filme fino ou floco", disse Fohtung, especialista em novas técnicas de espalhamento e imagem síncrotron. “Acreditamos que nosso trabalho tem o potencial de mudar a forma como vemos o crescimento e a imagem tridimensional não destrutiva de nanomateriais”.

O óxido de vanádio é atualmente usado em muitos campos tecnológicos, como armazenamento de energia, e também pode ser usado na construção de transistores de efeito de campo devido ao comportamento de transição isolante do metal que pode ser ajustado com um campo elétrico. No entanto, deformações e defeitos no material podem alterar sua funcionalidade, criando a necessidade de técnicas não destrutivas para detectar essas possíveis falhas.

A equipe desenvolveu uma técnica baseada em imagens coerentes de difração de raios-X. Essa técnica se baseia em um tipo de acelerador de partículas circulares conhecido como síncrotron. Os síncrotrons funcionam acelerando os elétrons através de sequências de ímãs até atingirem quase a velocidade da luz. Esses elétrons em movimento rápido produzem luz intensa muito brilhante, predominantemente na região dos raios X. Essa luz síncrotron, como é chamada, é milhões de vezes mais brilhante que a luz produzida a partir de fontes convencionais e 10 bilhões de vezes mais brilhante que o sol. Fohtung e seus alunos usaram com sucesso essa luz para desenvolver técnicas e capturar matéria minúscula, como átomos e moléculas e agora defeitos. Quando usada para sondar materiais cristalinos, esta técnica é conhecida como imagem de difração coerente de Bragg (BCDI). Em sua pesquisa, a equipe usou uma abordagem BCDI para revelar propriedades em nanoescala de densidades eletrônicas em cristais, incluindo defeitos de tensão e rede.

Fohtung trabalhou em estreita colaboração com Jian Shi, professor associado da Rensselaer de ciência e engenharia de materiais. Eles se juntaram na pesquisa sobre "Defeitos de imagem em nanocristais de óxido de vanádio (III) usando imagens difrativas coerentes de Bragg" por Zachary Barringer, Jie Jiang, Xiaowen Shi e Elijah Schold em Rensselaer, bem como pesquisadores da Carnegie Mellon University. + Explorar mais

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