Investigadores dirigidos por Edwin Fohtung, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en el Instituto Politécnico Rensselaer, han desarrollado una nueva técnica para revelar defectos en el óxido de vanadio nanoestructurado, un metal de transición ampliamente utilizado con muchas aplicaciones potenciales, incluidos ánodos electroquímicos, aplicaciones ópticas y supercondensadores. . En la investigación, que se publicó en un artículo en la revista CrystEngComm de la Royal Chemical Society , y también apareció en la portada de la edición:el equipo detalló una técnica de microscopía sin lentes para capturar defectos individuales incrustados en nanoflakes de óxido de vanadio.

"Estas observaciones podrían ayudar a explicar el origen de los defectos en la estructura, la cristalinidad o los gradientes de composición observados cerca de los límites de los granos en otras tecnologías de película delgada o escamas", dijo Fohtung, experto en nuevas técnicas de imagen y dispersión de sincrotrón. "Creemos que nuestro trabajo tiene el potencial de cambiar la forma en que vemos el crecimiento y las imágenes tridimensionales no destructivas de los nanomateriales".

El óxido de vanadio se usa actualmente en muchos campos tecnológicos, como el almacenamiento de energía, y también se puede usar en la construcción de transistores de efecto de campo debido al comportamiento de transición del aislamiento metálico que se puede ajustar con un campo eléctrico. Sin embargo, la tensión y los defectos en el material pueden alterar su funcionalidad, creando la necesidad de técnicas no destructivas para detectar esos defectos potenciales.

El equipo desarrolló una técnica basada en imágenes de difracción de rayos X coherentes. Esta técnica se basa en un tipo de acelerador de partículas circular conocido como sincrotrón. Los sincrotrones funcionan acelerando electrones a través de secuencias de imanes hasta que alcanzan casi la velocidad de la luz. Estos electrones de movimiento rápido producen una luz intensa muy brillante, predominantemente en la región de rayos X. Esta luz de sincrotrón, como se le llama, es millones de veces más brillante que la luz producida por fuentes convencionales y 10 mil millones de veces más brillante que el sol. Fohtung y sus estudiantes han utilizado con éxito esta luz para desarrollar técnicas y capturar materia diminuta como átomos y moléculas y ahora defectos. Cuando se utiliza para sondear materiales cristalinos, esta técnica se conoce como imagen de difracción coherente de Bragg (BCDI). En su investigación, el equipo utilizó un enfoque BCDI para revelar las propiedades a nanoescala de las densidades de electrones en los cristales, incluidos los defectos de red y tensión.

Fohtung trabajó en estrecha colaboración con Jian Shi, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales de Rensselaer. Zachary Barringer, Jie Jiang, Xiaowen Shi y Elijah Schold en Rensselaer, así como investigadores de la Universidad Carnegie Mellon, se unieron a ellos en la investigación sobre "Defectos de imagen en nanocristales de óxido de vanadio (III) utilizando imágenes difractivas coherentes de Bragg". + Explora más

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