Onderzoekers van het Advanced Institute for Materials Research (AIMR) van de Tohoku University hebben een gezamenlijke studie uitgevoerd die gericht is op het nauwkeurig controleren van fasetransformaties met hoge ruimtelijke precisie, wat een belangrijke stap voorwaarts betekent in het realiseren van nieuwe functionaliteiten in beperkte dimensies.

Het team, onder leiding van Prof. Yuichi Ikuhara, de gefocusseerde elektronenstraal van een scanning transmissie-elektronenmicroscoop (STEM) toegepast om SrNbO . te bestralen _3.4 Kristallen, en demonstreerde een nauwkeurige controle van een fasetransformatie van gelaagde SrNbO _3.4 naar perovskiet SrNbO ₃ op atomaire schaal.

Een dergelijke nauwkeurige controle van fasetransformaties opent nieuwe wegen voor materiaalontwerp en -verwerking, evenals geavanceerde fabricage van nanodevices. De volledige resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Nano-letters .

Achtergrond

Fasetransformaties in kristallijne materialen zijn van primair fundamenteel belang en praktisch belang in een breed scala van gebieden, inclusief materiaalkunde, informatieopslag en geologische wetenschap. Daten, het blijft zeer wenselijk om de fasetransformaties in een materiaal nauwkeurig aan te passen vanwege hun potentiële impact op macroscopische eigenschappen en dus veel geavanceerde toepassingen.

Ondanks tientallen jaren van inspanningen, het nauwkeurig beheersen van fasetransformaties op atomaire schaal vormt nog steeds een aanzienlijke uitdaging vanwege de fijne kneepjes van het besturen van thermodynamische omstandigheden met atomaire precisie. Recente technische vooruitgang in aberratie-gecorrigeerde STEM bieden vruchtbare nieuwe grond voor het sonderen van monsters door een gefocusseerde sub-Angström elektronenstraal, het openen van een weg voor het nauwkeurig activeren van fasetransformaties.

Doorbraak

Dit werk heeft een succesvolle controle van een fasetransformatie van de gelaagde SrNbO . aangetoond _3.4 naar de perovskiet SrNbO ₃ met atomaire precisie door een gefocusseerde sub-Angström-elektronenstraal naar elk selecteerbaar gebied te manipuleren.

Een dergelijk concept - van een nauwkeurige controle van fasetransformaties met een atomaire ruimtelijke precisie - zou moeten zijn, in principe, niet alleen van toepassing op SrNbO _3.4 /SrNbO ₃ maar ook voor andere materialen, het vinden van toepassingen in materiaalverwerking en fabricage van nanodevices.

Belangrijkste punten:

• Nauwkeurige besturing van fasetransformatie met hoge ruimtelijke precisie
• Patroonvorming van oxide-nanopilaren op atomaire schaal door fasetransformatie