Cremallera atómica en SrNbO3.4. (a) Imagen HAADF STEM tomada antes de la irradiación. El área de irradiación está marcada con un rectángulo rojo abierto. (b) Imagen HAADF STEM tomada después de la irradiación con electrones durante ~ 300 s que muestra cambios en la estructura atómica en la región irradiada. La losa en forma de zigzag en el rectángulo se transforma en una estructura conectada en forma de cadena, resultando en la fusión atómica de las dos losas colindantes en forma de cadena. La nueva fase ha adoptado la estructura de SrNbO3. La transformación de fase se puede controlar bien con precisión atómica. Crédito: Nano letras
Investigadores del Instituto Avanzado de Investigación de Materiales (AIMR) de la Universidad de Tohoku han llevado a cabo un estudio colaborativo destinado a controlar con precisión las transformaciones de fase con alta precisión espacial, lo que representa un importante paso adelante en la realización de nuevas funcionalidades en dimensiones reducidas.
El equipo, dirigido por el Prof. Yuichi Ikuhara, aplicó el haz de electrones enfocado de un microscopio electrónico de transmisión de barrido (STEM) para irradiar SrNbO 3.4 cristales y demostró un control preciso de una transformación de fase de SrNbO en capas 3.4 a perovskita SrNbO 3 a escala atómica.
Un control tan preciso de las transformaciones de fase abre nuevas vías para el diseño y procesamiento de materiales, así como la fabricación avanzada de nanodispositivos. Los resultados completos del estudio se han publicado en Nano letras .
Fondo
Las transformaciones de fase en materiales cristalinos tienen un interés fundamental y una importancia práctica en una amplia gama de campos, incluida la ciencia de los materiales, almacenamiento de información y ciencia geológica. Hasta la fecha, sigue siendo muy deseable adaptar con precisión las transformaciones de fase en un material debido a su impacto potencial en las propiedades macroscópicas y, por lo tanto, en muchas aplicaciones avanzadas.
A pesar de décadas de esfuerzos, controlar con precisión las transformaciones de fase a escala atómica todavía plantea un desafío importante debido a las complejidades de gobernar las condiciones termodinámicas con precisión atómica. Los recientes avances técnicos en STEM con corrección de aberraciones ofrecen un nuevo terreno fértil para sondear muestras mediante un haz de electrones sub-Angström enfocado, abriendo una vía para desencadenar con precisión transformaciones de fase.
Descubrimiento
Este trabajo ha demostrado un control exitoso de una transformación de fase de la capa de SrNbO 3.4 a la perovskita SrNbO 3 con precisión atómica manipulando un haz de electrones sub-Angström enfocado a cualquier región seleccionable.
Tal concepto, de un control preciso de las transformaciones de fase con una precisión espacial atómica, debería ser, en principio, aplicable no solo a SrNbO 3.4 / SrNbO 3 sino también a otros materiales, encontrar aplicaciones en el procesamiento de materiales y la fabricación de nanodispositivos.
Puntos clave :
