Atomlås i SrNbO3.4. (a) HAADF STEM -bild tagen före bestrålning. Bestrålningsområdet markeras med en röd öppen rektangel. (b) HAADF STEM -bild tagen efter elektronbestrålningen i ~ 300 s som visar förändringar i atomstrukturen i det bestrålade området. Den sicksackliknande plattan i rektangeln omvandlas till en kedjeliknande ansluten struktur, vilket resulterar i atomfusion av de två närliggande kedjeliknande plattorna. Den nya fasen har antagit strukturen för SrNbO3. Fasomvandlingen kan styras väl med atomprecision. Kreditera: Nano bokstäver
Forskare vid Tohoku University Advanced Institute for Materials Research (AIMR) har genomfört en samarbetsstudie som syftar till att exakt styra fasomvandlingar med hög spatial precision, vilket representerar ett betydande steg framåt för att förverkliga nya funktioner i begränsade dimensioner.
Laget, ledd av prof. Yuichi Ikuhara, applicerade den fokuserade elektronstrålen i ett svepelektronmikroskop (STEM) för att bestråla SrNbO 3.4 kristaller, och visade en exakt kontroll av en fasomvandling från skiktad SrNbO 3.4 till perovskite SrNbO 3 i atomskala.
En sådan exakt kontroll av fasomvandlingar öppnar nya vägar för materialdesign och bearbetning, samt avancerad tillverkning av nanodevice. Fullständiga resultat av studien har publicerats i Nano bokstäver .
Bakgrund
Fasomvandlingar i kristallina material är av primärt grundläggande intresse och praktisk betydelse inom ett brett spektrum av områden, inklusive materialvetenskap, informationslagring och geologisk vetenskap. Hittills, det är fortfarande mycket önskvärt att exakt skräddarsy fasomvandlingarna i ett material på grund av deras potentiella inverkan på makroskopiska egenskaper och därmed många avancerade tillämpningar.
Trots decennier av ansträngningar, exakt kontroll av fasomvandlingar i atomskala utgör fortfarande en betydande utmaning på grund av inveckligheterna i styrande termodynamiska förhållanden med atomprecision. De senaste tekniska framstegen inom aberrationskorrigerad STEM erbjuder bördig ny mark för att sondera prover med en fokuserad sub-Angström elektronstråle, öppna en väg för exakt att utlösa fasomvandlingar.
Genombrott
Detta arbete har visat en framgångsrik kontroll av en fasomvandling från skiktade SrNbO 3.4 till perovskiten SrNbO 3 med atomprecision genom att manipulera en fokuserad sub-Angström elektronstråle till valbart område.
Ett sådant koncept - en exakt kontroll av fasomvandlingar med en atomär rumslig precision - borde vara, i princip, gäller inte bara SrNbO 3.4 /SrNbO 3 men även till andra material, hitta applikationer inom materialbearbetning och tillverkning av nanodevice.
Nyckelord :
