Science >> Wetenschap >  >> Natuurkunde

Nieuw onderzoek laat zien hoe je lage concentraties elektronen in complexe oxidefilms kunt bestuderen

De nuances van elektronen begrijpen

In de bestudeerde STO-lagen is de doteerstof geen nieuw atoom dat aan het materiaal is toegevoegd, maar een atoom (zuurstof) dat in het materiaal ontbreekt. Deze zuurstofvacatures laten twee elektronen achter die elektriciteit kunnen geleiden. Deze twee elektronen kunnen echter ook sterk met elkaar interageren, waardoor een ingewikkeldere elektronische structuur ontstaat.

Door middel van resonante röntgenfoto-emissiespectroscopie kon het team afzonderlijk de verschillende toestanden onderzoeken die de elektronen uit zuurstofvacatures bevatten. Het experiment was bedoeld om alleen de bovenste lagen van het materiaal te onderzoeken, waarbij de diepere gebieden waar de doteringselektronen van het silicium zich bevinden, worden vermeden. Dit zorgt voor een broodnodige vereenvoudiging en stelt onderzoekers in staat zich specifiek te concentreren op elektronen uit de zuurstofvacatures.

De onderzoekers ontdekten dat de elektronen die aan het oppervlak vastzitten een subtiel andere energie hebben dan de elektronen die vrij bewegen binnen het lichaam van de STO. Door het energielandschap te kennen, begrijpen onderzoekers hoe elektronenvangst aan het oppervlak de algehele elektrische geleidbaarheid van de STO beïnvloedt.

"Deze aanpak is ongelooflijk krachtig", zegt hoofdauteur Scott Chambers, een Laboratory Fellow bij het Pacific Northwest National Laboratory. "We hebben voor het eerst de op het oppervlak gevangen elektronen in STO/Si kunnen 'zien'. Ik hoop dat anderen deze aanpak zullen gebruiken om verschillende lichtgedoteerde halfgeleiders met complexe elektronische structuren te onderzoeken."

Het werk werd uitgevoerd in samenwerking met onderzoekers van de Universiteit van Texas-Arlington en de Diamond Light Source.

Meer informatie: S. A. Chambers et al., Onderzoek naar de elektronische eigenschappen van gap-toestanden nabij het oppervlak van n−SrTiO3−δ/i−Si(001) heterojuncties met hoge gevoeligheid, Physical Review Materials (2024). DOI:10.1103/PhysRevMaterials.8.014602

Geleverd door Pacific Northwest National Laboratory




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Eiwitvoorspellingstechnologie levert nauwkeurige resultaten op om op efficiënte wijze het beste kandidaat-medicijn voor veel aandoeningen te vinden
  2. Onderzoeker onthult hoe kevers terugveren van bosbranden
  3. Eerste inzicht in de architectuur van virale filamenten in het Rift Valley Fever-virus
  4. Bacteriën kunnen antibioticaresistentie via de bodem verspreiden
  5. Bestrijding van het witte-neussyndroom bij vleermuizen
  6. Roodbuikmaki's behouden de darmgezondheid door elkaar aan te raken en tegen elkaar aan te kruipen
  7. Nieuwe etiketteringsaanpak maakt onderzoek van verzonden pakketjes mogelijk om inzicht te krijgen in gezondheid
  8. Verschillen tussen codering en sjabloonstrengen
  9. Het oversteken van wilde dieren kan jaarlijks miljoenen dollars besparen in de staat Washington

Wetenschap