최근 금속 연구의 연구소, 심양 국립 연구소 재료 과학, 고체 원자 이미징 연구 위원 첸 Chunlin, Maxiu 리앙, IBM 수에즈 연구소 교수이자 노벨상 수상자 요하네스 게오르그 베드 노르 츠뿐만 아니라 도쿄 대학 교수 유이치 Ikuhara 다른 협력, 준 1 차원 전도성 물질 SrnNbnO는 원자 규모로 확립되었다. 3n+2준 일차원 전도 특성의 형성 메커니즘을 밝혀 그 전도 특성의 원자 전자 구조 간의 관계는. 이러한 기초 연구 아이디어 입체 도전성 도전 재료의 절연 층에 삽입하여 제조 제안 하였다.
SrnNbnO 3n+2 (즉, SrNbO x) SrNbO에 전달할 수있는 계층 형 페 로브 스카이 트 구조의 산화물 유형입니다 3초과 산화물의 도입 및 획득.이 산화물의 구조와 특성은 산소 함량과 분포, 시트 두께와 전도성 특성의 라멜라 구조를 얼마나 결정하는지에 대한 산소 함량에 매우 민감합니다. 20 년 전 이미, Bednorz가 이끄는 연구팀은 SrnNbnO 3n+2(a 축의 전도도가 다른 결정 학적 방향보다 훨씬 큼), 그 형성 메카니즘이 논의되었다. 그러나, 준 1 차원 전도의 기원은 오랫동안 원자 규모에서 드러났다 여전히 어려운 문제입니다.
첸 Chunlin, 등 스캐닝 전자 전송 현미경을 사용하고 체계적으로 SrnNbnO를 연구하는 방법과 결합 된 제 1 원리 이론 계산 3n+2 (SrNbO 포함) 3.4, SrNbO 3.45그리고 SrNbO 3.5등) 및 그 Nb 이온 원자가 상태 및 NbO 6면체 형태의 관계. 그 결과를 표시하는 전자 에너지 손실 분광법 SrnNbnO 3n+2전도도는 Nb 이온의 원자가에 달려있다 : 물질은 Nb 4+이온 영역은 우수한 전도성을 가지며 Nb 5+이온의 영역은 전도성이 아닙니다. 과량의 산소가 SrnNbnO 3n+2이 이차원 도전 체의 도전성 특성을 나타내도록 상호 매 천이 영역 (이하, 톱니 영역), 절연 층을 형성한다. 그 결과를 상기 제 원리 계산 (NB)의 원자가는 이와 이온 것을 나타 NbO 6정사면체 형태는 다음과 직접적으로 관련됩니다. Nb4 + 이온은 항상 NbO에 위치합니다. 6면체의 중심 위치는, NB5 + 이온과은 지금까지 항상 중앙 위치로부터의 오프셋 (offset). SrnNbnO 3n+2물질의 국부적 인 영역의 전기적 특성은 NbO 6팔면체의 모양은 SrnNbnO를 나타내는이 연구에 의해 결정된다 3n+2준 일차원의 전도 특성의 근본 원인을 형성하고, 디자인 및 새로운 준 일차원 도전성 물질의 개발에 대한 지침을 제공한다. 이는 새로운 준 일차원 도전성 재료 본 협동 R & D 진행시.
이 연구는 ACS 나노에 온라인으로 게재 국경 과학 연구 프로젝트 및 계획의 국가 청소년 수천 등 관련 성과의 중국 과학원에 자금을 지원했다.
그림 1, SrnNbnO 3n+2'010'HAADF 화상 영역 축 화합물. 모든 화합물이 교대로 배치되고, 체인 모양의 영역은 오목 영역으로 구성. N에 대응하는 (A) 2-2-2-2 형 구조 = 4 (i.e.SrNbO 3.5), (b) n = 5에 상응하는 3-3-3-3 형 구조 (즉, SrNbO 3.4), (c) n = 4.5에 해당하는 유형 2-3-2-3 (즉, SrNbO 3.45) (D) 2-4-4-2 형 구조 (N = 4,6,6,4 i.e.SrNbO에 대응3.4).
도 2, SrnNbnO 3n+2(A) 2-2-2-2 형 구조, (b) 3-3-3-3 형 구조, (c) 2-3-2-3 형 구조, ( d) 2-4-4-2 형 b-peak와 OK edge의 a-peak의 비 b / a는이 영역의 Nb 이온의 원자가를 반영하며, b / a 값이 클수록 Nb는 +4 원자가이며, 반대로, EELS의 +5 값은 2 차원 도체에 3-3-3-3 형 구조, 2-3-2-3 형 구조 및 2-4-4-2 형 구조, 2-2 차원 도체에 2-4-4-2 형 구조, 절연체의 2 타입 구조.
도 3, SrnNbnO 3n+2(A) 2-2-2-2 형 구조, (b) 3-3-3-3 형 구조, (c) 2-3-2-3 형 구조 (d) 2-4-4-2 형 구조 도스의 결과는 3-3-3-3 형 구조, 2-3-2-3 형 구조 및 2-4-4-2 형 구조가 2 차원 도체, 절연체 용 2-2-2-2 형 구조.
도 4, SrnNbnO 3n+2NbO의 대표적인 화합물 6(A) 2-2-2-2 형 구조, (b) 3-3-3-3 형 구조, (c) 2-3-2-3 형 구조, (d) 2-4 -4-2 구조로되어 있으며, 노란색 배경은 사슬 모양의 영역을 나타내고, 톱니 모양 영역의 Nb-O 결합 길이 비율은 더 크고, Nb 이온이 산소 8 면체의 중심에서 벗어남을 나타낸다.
그림 5, 2 차원 전도성 물질의 준비의 개략도 : 입체 절연 층 도체의 도입, 그래서 입체 전도성 2 차원 전도성.
