Récemment, l'Institut de recherche sur les métaux, Laboratoire national de Shenyang pour la science des matériaux, imagerie atomique solide chercheur Chen Chunlin, maxiu Liang, professeur de laboratoire IBM Suez et lauréat du prix Nobel Johannes Georg Bednorz, ainsi que l'Université de Tokyo Professeur Yuichi Ikuhara autre coopération, mis en place le matériau conducteur quasi unidimensionnel à l'échelle atomique SrnNbnO 3n+2La relation entre la structure électronique atomique de ses propriétés conductrices, qui ont révélé le mécanisme de formation des propriétés conductrices quasi-unidimensionnel. Sur cette base, des idées de recherche proposé préparé par insertion dans la couche d'isolation en matériau conducteur conducteur tridimensionnel.
SrnNbnO 3n+2 (SrNbO à savoir x) Est une sorte d'oxyde ayant une structure perovskite en couches, par le biais de SrNbO 3Présentation On obtient un excès d'oxygène. La structure et les propriétés de ces oxydes sont très sensibles à la teneur en oxygène et la distribution, la teneur en oxygène détermine la quantité de l'épaisseur de la feuille de la structure de couche de la couche conductrice il y a sa caractéristique. Dès 20 ans, équipe de recherche dirigée Bednorz a reconnu SrnNbnO 3n+2propriétés conductrices de la quasi unidimensionnelle (dans la direction d'un axe est beaucoup plus grande que la conductivité de l'autre orientation cristalline), et une étude préliminaire de leur mécanisme de formation. Cependant, pendant une longue période pour faire apparaître les caractéristiques des conducteurs électriques quasi-unidimensionnelle sur l'origine de l'échelle atomique Encore un problème difficile.
Chen Chunlin autre procédé de balayage en utilisant la microscopie électronique avec le système de transmission premiers principes calculé combiné étudié SrnNbnO 3n+2 (Y compris SrNbO 3.4, SrNbO 3.45Et SrNbO 3.5Etc.) et son état de valence des ions Nb et NbO 6Morphologie octaédrique de la relation entre le spectre de perte d'énergie des électrons des résultats montrent que, SrnNbnO 3n+2La conductivité dépend de la valence des ions Nb: le matériau contient Nb 4+La zone ionique a une bonne conductivité et contient Nb 5+Les zones des ions ne sont pas conductrices, l'excès d'oxygène s'accumule sur le SrnNbnO 3n+2La région de transition entre les couches (région dentelée dans le papier) forme une couche isolante, de sorte que la caractéristique conductrice présente des caractéristiques de conduction bidimensionnelles. Les résultats des calculs des premiers principes indiquent en outre que l'état de valence des ions Nb et de ses NbO 6La morphologie octaédrique est directement liée à: les ions Nb4 + sont toujours localisés dans NbO 6La position centrale octaédrique et les ions Nb5 + sont toujours loin de la position centrale. 3n+2Les propriétés électriques de la région locale du matériau sont constituées de son NbO 6La forme de l'octaèdre est déterminée par cette étude qui révèle SrnNbnO 3n+2Il est à l'origine des premières caractéristiques conductrices quasi-unidimensionnelles et fournit l'idée de la conception et du développement de nouveaux matériaux conducteurs quasi-unidimensionnels. De nos jours, la recherche coopérative et le développement des nouveaux matériaux conducteurs quasi-unidimensionnels sont en cours.
La recherche a été financée par des projets de recherche clés de l'Académie chinoise des sciences et du programme national des jeunes talents, etc. Les résultats pertinents sont publiés en ligne à l'ACS Nano.
Figure 1, SrnNbnO 3n+2L'image HAADF d'un composé le long de l'axe de la zone "010" Tous les composés sont composés de régions de chaîne et de zigzag alternativement arrangées (a) Type 2-2-2-2, correspondant à n = 4 (c'est-à-dire, SnNbO) 3.5b) structure de type 3-3-3-3, correspondant à n = 5 (c'est-à-dire, SnNbO) 3.4c) Type 2-3-2-3, correspondant à n = 4,5 (c.-à-d. 3.45d) Type 2-4-4-2, correspondant à n = 4,6,6,4 (c'est-à-dire, SnNbO)3.4).
Figure 2, SrnNbnO 3n+2(A) structure de type 2-2-2-2, (b) structure de type 3-3-3-3, (c) structure de type 2-3-2-3; d) la structure 2-4-4-2. OK côtés b et un rapport crête à crête b / une valence d'ions Nb réfléchie dans la région. b / une valeur est grande, Nb 4 valence, Au contraire, la valeur des résultats de +5 .EELS montre une structure de type 3-3-3-3, une structure de type 2-3-2-3 et une structure de type 2-4-4-2 pour le conducteur bidimensionnel, 2-2-2- 2 structure de type pour l'isolateur.
Figure 3, SrnNbnO 3n+2(A) structure de type 2-2-2-2, (b) structure de type 3-3-3-3, (c) structure de type 2-3-2-3 ; (d) Structure de type 2-4-4-2 Le résultat de DOS montre que la structure de type 3-3-3-3, la structure de type 2-3-2-3 et la structure de type 2-4-4-2 sont bidimensionnelles Conducteur, structure de type 2-2-2-2 pour l'isolateur.
Figure 4, SrnNbnO 3n+2Composés représentatifs dans le NbO 6(A) structure de type 2-2-2-2, (b) structure de type 3-3-3-3, (c) structure de type 2-3-2-3, (d) 2-4 Le rapport de longueur de la liaison Nb-O dans la région dentelée est plus grand, indiquant que l'ion Nb dévie du centre de l'octaèdre d'oxygène.
La figure 5, un diagramme schématique de la préparation du matériau conducteur bidimensionnel: L'introduction du conducteur de la couche d'isolation tridimensionnelle, de sorte que le conducteur en trois dimensions en deux dimensions conducteur.
