(PhysOrg.com) -- Een team met wetenschappers van de Universiteit van Oxford heeft onderzocht wat er gebeurt met de bovenste laag atomen op het oppervlak van een materiaal dat water splitst en mogelijk wordt gebruikt in nano-elektronica.

Een internationaal team, waaronder wetenschappers van de universiteit van Oxford, heeft onderzocht wat er gebeurt met de bovenste laag atomen op het oppervlak van een materiaal.

Het materiaal is strontiumtitanaat:een complex metaaloxide waarin veel onderzoekers geïnteresseerd zijn vanwege het vermogen om water in waterstof en zuurstof te splitsen met zonlicht en het potentieel voor gebruik in elektronische apparaten.

Het team gebruikte verschillende technieken, waaronder scanning tunneling microscopie (STM) om de rangschikking van oppervlakte-atomen direct te 'zien'. Hun observaties, gerapporteerd in deze week Natuurmaterialen , onthullen een reeks structuren met een verrassend nauwe en ordelijke opstelling.

‘Bij de meeste materialen wanneer je een oppervlak creëert, de bovenste laag atomen herschikken naar andere posities dan die in de rest van het materiaal. Deze herschikking van atomen is meestal opgesloten in een bepaalde configuratie die de oppervlakte-energie minimaliseert', zei dr. Martin Castell van de afdeling Materialen van de Universiteit van Oxford, een auteur van de krant. 'Echter, dit is niet het geval voor het oppervlak van strontiumtitanaat dat we hebben bestudeerd. Dit oppervlak vormt een hele familie van verschillende structuren. Chemici zouden deze structuren een homologe reeks noemen - iets dat routinematig wordt waargenomen in het grootste deel van kristallen, maar niet tot nu aan de oppervlakte.'

Deze 'transformaties' kunnen erg belangrijk zijn voor onderzoekers die strontiumtitanaat willen gebruiken om nieuwe soorten nano-elektronische apparaten te bouwen of om dunne films te laten groeien.

Het rapport suggereert ook dat de door de onderzoekers ontwikkelde technieken het mogelijk zouden kunnen maken om de oppervlaktestructuren van andere oxiden te voorspellen.

'We hebben veel verschillende geavanceerde experimentele en theoretische benaderingen moeten gebruiken om dit probleem op te lossen, ' zei dokter Castell. 'Ons doel is om nauw te blijven samenwerken met onze medewerkers van de Northwestern University in de VS om gerelateerde materiaalproblemen op te lossen.'

Het onderzoek werd uitgevoerd door een team dat werd geleid door Dr. Martin Castell van Oxford University UK en Professor Laurence Marks en Professor Ken Poeppelmeier van Northwestern University, VS.