Crecimiento y transferencia de películas ultrafinas independientes de SrTiO3. a, Esquema de una película con una capa tampón SAO. B, La capa de SAO de sacrificio se disuelve en agua para liberar las películas de óxido superiores con el soporte mecánico de PDMS. C, Se forman nuevas heteroestructuras e interfaces cuando la película independiente se transfiere al sustrato deseado. D, mi, Imágenes HAADF de sección transversal (d) y de bajo aumento (e) con resolución atómica de una película STO independiente de dos celdas unitarias transferidas a una oblea de silicio y una rejilla TEM de carbono perforada, respectivamente. F, gramo, Imágenes HAADF de corte transversal (f) y de bajo aumento (g) con resolución atómica de una película STO independiente de cuatro celdas representativas, mostrando la excelente flexibilidad de las películas independientes ultrafinas. Crédito: Naturaleza (2019). DOI:10.1038 / s41586-019-1255-7
Un equipo de investigadores de la Universidad de Nanjing en China, la Universidad de Nebraska y la Universidad de California en los EE. UU. ha encontrado una manera de producir películas independientes de óxido de perovskita. En su artículo publicado en la revista Naturaleza , el grupo describe el proceso que desarrollaron y qué tan bien funcionó cuando se probó. Yorick Birkhölzer y Gertjan Koster de la Universidad de Twente han publicado un artículo de News and Views sobre el trabajo realizado por el equipo en el mismo número de la revista.
Birkhölzer y Koster señalan que muchos materiales nuevos se fabrican yendo a los extremos, haciéndolos realmente grandes o realmente pequeños. Hacerlos pequeños ha llevado a muchos descubrimientos recientes, ellos notan, incluyendo una técnica para hacer grafeno. Un área de investigación se ha centrado en las formas de producir óxidos de metales de transición en un formato más delgado. Ha sido lento sin embargo, debido a su naturaleza cristalina. A diferencia de algunos materiales, Los óxidos de metales de transición no se forman naturalmente en capas con una capa superior que pueda desprenderse. En lugar de, se forman en estructuras tridimensionales fuertemente unidas. Debido a esto, algunos en el campo se han preocupado de que tal vez nunca sea posible producirlos en las formas deseadas. Pero ahora, los investigadores con este nuevo esfuerzo han encontrado una manera de producir dos óxidos de metales de transición (óxidos de perovskita titanato de estroncio y ferrita de bismuto) en un formato de película delgada.
El proceso desarrollado por los investigadores implicó el uso de epitaxia de haz molecular para aplicar una capa amortiguadora sobre un sustrato seguida de una capa de perovskita. Una vez hecho el sándwich de materiales, los investigadores utilizaron agua para disolver la capa amortiguadora, permitiendo que la perovskita sea removida y colocada sobre otros sustratos. Los investigadores informan que su proceso funcionó tan bien que pudieron extraer películas de perovskita cerca del límite teórico:una celda unitaria cuadrada (con lados de aproximadamente 0.4 nanómetros).
“A través de nuestra exitosa fabricación de óxidos de perovskita ultrafinos hasta el límite de la monocapa, hemos creado una nueva clase de materiales bidimensionales, ”Dice Xiaoqing Pan, profesor de ciencia e ingeniería de materiales y cátedra de ingeniería Henry Samueli en la UCI. "Dado que estos cristales tienen efectos fuertemente correlacionados, anticipamos que exhibirán cualidades similares al grafeno que serán fundamentales para las tecnologías de la información y la energía de próxima generación ". Crédito:Xiaoqing Pan / UCI
Birkhölzer y Koster señalan que el trabajo realizado por el equipo combinado chino y estadounidense demostró que es posible producir al menos algunos óxidos de metales de transición en un formato de película delgada. Su investigación también disipó los temores de que tal película colapsara, haciéndolo inutilizable.
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