Fig.1:Esquema de la interfaz de óxido de perovskita. Crédito:Universidad de Osaka
Las perovskitas son un tipo de mineral y clase de materiales, y han atraído mucha atención por sus posibles aplicaciones a tecnologías como las que se utilizan en las células solares. Estos materiales únicos tienen estructuras bien ordenadas y muestran muchas propiedades interesantes que podrían ser útiles en otras áreas de la electrónica. Tal variedad de propiedades en la misma columna vertebral estructural permite diferentes tipos de perovskitas, con diferentes propiedades, para unirse uniformemente sin romper la coherencia de la celosía. Poder examinar las estructuras en estas interfaces es importante para los investigadores que estudian perovskitas, pero las técnicas que se utilizan actualmente tienen una resolución insuficiente o producen resultados complejos que son muy difíciles de analizar.
Ahora, Investigadores liderados por la Universidad de Osaka han encontrado una manera de modelar interfaces de óxido de perovskita con gran precisión y exactitud utilizando un nuevo enfoque computarizado para seleccionar la estructura correcta a partir de datos de rayos X. Recientemente, publicaron sus hallazgos en el Journal of Applied Crystallography.
"El uso de microscopía electrónica de transmisión de barrido típica en óxidos de perovskita requiere que las muestras se corten, que puede dañar la superficie y afectar la resolución, ", dice el autor principal del estudio, Masato Anada." Los enfoques de difracción de rayos X de superficie evitan estos efectos, pero analizar los datos es complejo, muy pocas personas utilizan este método. Nuestro método de refinamiento basado en Monte Carlo proporciona una forma rápida de buscar la estructura más probable a partir de datos de rayos X, y es lo suficientemente versátil como para aplicarse a interfaces más variables ".
Los métodos de Monte Carlo ayudan a predecir cómo se ve probablemente la estructura de una interfaz. Haciendo pequeños cambios, con ciertas restricciones, Se pueden simular aleatoriamente muchas estructuras posibles diferentes.
La aplicación de esta técnica a la interfaz entre las perovskitas y la comparación de datos de rayos X simulados con mediciones reales permite a los investigadores identificar rápidamente las estructuras de perovskita más probables.
Fig.2:Ejemplo del rendimiento del software. (arriba) Desplazamiento atómico de la estructura del modelo en función de la profundidad. (abajo) Perfiles de intensidad de rayos X dispersos calculados a partir de la estructura del modelo (datos de demostración, círculos abiertos), modelo estructural inicial (curva azul) y el resultado del refinamiento (curva roja). En esta figura, el análisis de los datos de demostración para mostrar la precisión del método. También se informa el análisis de un conjunto de datos obtenido experimentalmente. Crédito:Universidad de Osaka
Probaron su nuevo método en un conjunto de datos de rayos X simulado a partir de una estructura de interfaz realista entre dos tipos de óxidos de perovskita. y la estructura final refinada por su modelado estaba muy cerca de la estructura real de la interfaz.
"Las características de las interfaces de perovskita son ideales para probar ciertas teorías en la física de la materia condensada y para crear nuevos tipos de sistemas de materiales electrónicos, ", dice el coautor Yusuke Wakabayashi." Nuestro enfoque hace que el análisis de los datos estructurales complejos de estas interfaces sea mucho más fácil, y también es robusto para estructuras interfaciales irregulares. Este enfoque debería ser útil para cualquiera que esté investigando estas estructuras ".
