Denna figur visar den spektroskopiska mätningen (ström som funktion av spänning) och detta som funktion av temperatur. Återges med tillstånd från The Royal Society of Chemistry
(Phys.org) —Bättre batterier, katalysatorer, elektroniska informationslagrings- och bearbetningsenheter är en av de potentiella fördelarna med en oväntad upptäckt som gjorts av Oak Ridge National Laboratory-forskare med hjälp av prover isolerade från atmosfären.
Forskare vid Institutionen för energilab lärde sig att viktiga ytegenskaper hos komplexa oxidfilmer är opåverkade av minskade nivåer av syre under tillverkningen - ett oväntat fynd med möjliga implikationer för utformningen av funktionella komplexa oxider som används i en mängd olika konsumentprodukter, sa Zheng Gai, medlem av DOE:s Center for Nanoscale Materials Sciences vid ORNL.
Resultaten beskrivs i en tidning publicerad i Nanoskala .
Medan egenskaperna hos manganitmaterialet under ytan förändras som förväntat med avlägsnandet av syre, blir en isolator snarare än en metall, eller dirigent, forskare fann att provet visade anmärkningsvärt stabila elektroniska egenskaper vid ytan. Gai betonade att robustheten hos en yta spelar roll eftersom det är just ytegenskaperna som avgör, påverka och påverka funktionaliteten hos komplexa oxider i katalys och batterier.
"Med dessa material är ett lovande alternativ till kisel eller grafen i elektroniska enheter, den ständigt minskande storleken på sådana komponenter gör deras ytegenskaper allt viktigare att förstå och kontrollera, sa Gai.
Även om detta arbete ger en grundläggande förståelse för ett material som används och undersöks för katalysatorer, oxidelektronik och batterier, Gai och huvudförfattaren Paul Snijders noterade att det är svårt att spekulera om möjliga effekter.
"Jag säger alltid att inom grundvetenskapen upptäcker vi alfabetet, sa Snijders, en medlem av ORNL:s materialvetenskap och teknikavdelning. "Hur dessa bokstäver kommer att utformas till en användbar teknisk bok är svårt att förutsäga."
Att göra denna upptäckt möjlig var det faktum att författarna gjorde sitt experiment med hjälp av scanning-sondmikroskopi i ett vakuumsystem utan exponering av proverna för atmosfären. Detta står i kontrast till den konventionella metoden att odla ett prov och sedan installera det i analysutrustning. Under en sådan överföring, forskare exponerar materialet för vattnet, kväve och koldioxid i luften.
Genom att studera orörda prover, ORNL-teamet fick en överraskande ny förståelse för fysik av materialytorna - en förståelse som är nödvändig för att designa nya funktionella applikationer, sa Snijders.
