Wetenschap
Is het grensvlak van isolerend lanthaanaluminaat (LaAlO3) en strontiumtitanaat (SrTiO3) abrupt of vermengd? Deze vraag wordt beantwoord in onderzoeken met behulp van gepulste laserdepositie en röntgenfoto-elektronspectroscopie bij EMSL.
Met behulp van experimentele middelen bij EMSL, wetenschappers van het Pacific Northwest National Laboratory en University College London hebben aangetoond dat vermenging plaatsvindt op het grensvlak van twee perovskieten - lanthaanaluminaat en strontiumtitanaat - voor een reeks composities. Vermenging is interessant omdat dit grensvlak geleidend is wanneer het onder bepaalde omstandigheden wordt bereid, en atoomposities op het grensvlak beïnvloeden de elektronische structuur.
Toen wetenschappers voor het eerst grensvlakgeleiding begonnen te meten, ze ontwikkelden een tweedimensionaal model dat een elektronische reconstructie veronderstelt aan de interface die wordt geactiveerd door een polaire perovskiet op een niet-polaire perovskiet te laten groeien met weinig of geen vermenging als oorzaak van geleidbaarheid. Het bereiken van geleidbaarheid op dergelijke interfaces zou positieve gevolgen kunnen hebben voor de ontwikkeling van elektronica van de volgende generatie.
Na lange tijd andere monsters te hebben bestudeerd, het PNNL- en UCL-team hebben hun eigen materialen ontworpen en getest. Ze toonden systematisch aan dat de interfaciale vermenging zich in grotere mate voordoet over een reeks stoiochiometrieën dan eerder werd gedacht.
Het team voerde dit onderzoek uit met behulp van gepulste laserdepositie om dunne lagen lanthaanaluminaat en strontiumtitanaat te creëren. De afgezette lagen waren in de orde van 2 nanometer, of 8 atomaire lagen, dik. Deze diepte is gekozen omdat dit de minimale diepte is die nodig is om geleidbaarheid te bereiken. Volgende, het team onderzocht de materialen die ze maakten met behulp van in situ hoek-opgeloste röntgenfoto-elektronspectroscopie. Uit het onderzoek bleek dat vrij uitgebreide vermenging van het aluminium, lanthaan, strontium, en titaniumionen komen voor op het grensvlak voor alle onderzochte films. Deze resultaten stonden haaks op de eenvoudige modellen van quasi-abrupte interfacevorming.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com