EPR-spektra för de (001)-orienterade enkristallproverna som har formen av en stång och en platta av STO:Fe3+ vid T =300 K (a) och av en platta av STO:Mn4+ vid T =150 K (b) . Provernas orienteringar med avseende på magnetfältet B är markerade i figuren. Svarta linjer är de uppmätta spektra, de röda är passformerna och de blå linjerna visar de simulerade spektra av de opåverkade kubiska symmetricentra (se text). Orienteringsberoende för resonansfälten för Fe3+-centra i STO:Fe (001)-plattan (c) med magnetfältet roterat i (001) och (100) kristallografiska plan (romber och cirklar, respektive); dess passform med Hamiltonian (1) visas med heldragna linjer. Temperaturberoende av parametern som motsvarar den axiella komponenten av kristallfältet för en platta (fyrkanter) och en stång (cirklar) formade prover (d); prickade linjer är guider för ögat. Kredit:Kazan Federal University
När man studerade strontiumtitanat med elektronparamagnetisk resonans, ett team från KFU:s Center for Quantum Technology har funnit att formen på ett exemplar av strontiumtitanat påverkar dess inre symmetri. Forskningen genomfördes i samarbete med Ioffe Institute of Physics and Technology (Ryssland) och Institute of Physics vid den tjeckiska vetenskapsakademin.
Vid rumstemperatur, SrTiO 3 är en kristall med hög kubisk symmetri, det är, gallret av strontiumtitanat, som tegel, består av enhetsceller, var och en är en vanlig kub. Dock, forskarna visade att bilden är lite mer nyanserad. I tunna plattor och kolonner som mäter mikron i bredd, symmetrin minskar till tetragonal (enaxlig), med en struktur som inte tidigare observerats i SrTiO 3 . Det är, varje elementär cell förvandlas till en parallellepiped.
"Resultaten är av stor vetenskaplig och praktisk betydelse. I många fall, brytningsskalan är inte lika viktig som dess närvaro. En minskning av symmetri öppnar möjligheten för fenomen som är förbjudna i en kubisk struktur, sa Roman Yusupov, ledande forskningsassistent vid Center for Quantum Technology.
Han noterade att strontiumtitanat används aktivt i tunnfilmsteknologier, där materials funktionella egenskaper bestäms av skikt som ibland har en tjocklek på flera atomer. De är avgörande för elektroniska enheter, såsom processorer, monitorer, mobilskärmar, batterier med hög kapacitet, och lagringsenheter.
"Tunnfilmer är baserade på substrat — vanligtvis tunna (mindre än en millimeter tjocka) skivor av andra material än filmmaterialet. Egenskaperna hos tunna filmer bestäms till stor del av strukturen på substratet. Ett av de mycket använda substratmaterialen är strontiumtitanat, " förklarar Yusupov.
Genom att ändra distorsionsstorleken för substrat, det är möjligt att ändra egenskaperna hos tunna filmer avsatta på dem, och därmed bidra till att skapa nya enheter, sensorer, och detektorer.
