Recentemente, pesquisadores como Chen Chunlin, Ma Xiuliang, pesquisador do Instituto de Pesquisa em Imagem do Estado Sólido do Instituto Shenyang de Ciência dos Materiais, Instituto Shenyang de Ciência dos Materiais, IBM Johannes Georg Bednorz, vencedor do Prêmio Nobel de Física e Yuichi Ikuhara da Universidade de Tóquio, Material condutor quase-unidimensional SrnNbnO foi estabelecido na escala atômica 3n+2E a relação entre suas estruturas eletrônicas e a estrutura eletrônica do condutor tridimensional, é revelado o mecanismo de formação de propriedades condutoras quase unidimensionais. Com base nisso, propõe-se uma ideia de pesquisa de materiais condutores bidimensionais inserindo camadas isolantes em condutores tridimensionais.
SrnNbnO 3n+2 (ou seja, SrNbO x) É um tipo de óxido com uma estrutura de perovskite em camadas que pode ser passada para SrNbO 3Introdução do excesso de oxigênio e obtido. A estrutura e as propriedades desses óxidos são muito sensíveis ao seu conteúdo e distribuição de oxigênio, o teor de oxigênio de quanto determina a estrutura lamelar da espessura da folha e características de condutividade. Tão cedo quanto 20 anos atrás, A equipe de pesquisa liderada por Bednorz reconheceu SrnNbnO 3n+2(Ao longo da condutividade do eixo-e é muito maior do que a outra orientação cristalográfica), e seu mecanismo de formação foi discutido. No entanto, a origem da condutividade quase-unidimensional foi revelada há muito tempo na escala atômica Ainda é um desafio.
Chen Chunlin, etc. usando microscopia de transmissão eletrônica de varredura e cálculos teóricos de primeiros princípios combinados com o método para estudar sistematicamente o SrnNbnO 3n+2 (Incluindo SrNbO 3.4SrNbO 3.45E SrNbO 3.5Etc.) e seu estado de valência ión Nb e NbO 6A morfologia octaédrica da relação entre o espectro de perda de energia elétrica dos resultados mostra que, SrnNbnO 3n+2A condutividade depende da valência de íons Nb: o material contém Nb 4+A área iónica tem boa condutividade e contém Nb 5+As áreas dos íons não são condutoras. O excesso de oxigênio se acumula no SrnNbnO 3n+2A região de transição entre camadas (região irregular no papel) forma uma camada isolante, de modo que a característica condutora apresenta características de condução bidimensionais. Os resultados dos cálculos dos primeiros princípios indicam ainda que o estado de valência dos íons Nb e seus NbO 6A morfologia octaédrica está diretamente relacionada a: os íons Nb4 + estão sempre localizados em NbO 6A posição central octaédrica e os íons Nb5 + estão sempre longe da posição central. SrnNbnO 3n+2As propriedades elétricas da região local do material consistem no seu NbO 6A forma do octaedro é determinada por este estudo que revela SrnNbnO 3n+2A formação das causas de propriedades condutoras de quase unidimensional, e fornece uma orientação para a criação e desenvolvimento de novo material condutor quase unidimensional. Actualmente, cooperativa R & D em curso para o novo material quase unidimensional condutor que.
A pesquisa foi financiada por projetos de pesquisa chave da Academia Chinesa de Ciências e do Programa Nacional de Jovens Milesses, etc. Os resultados relevantes são publicados on-line na ACS Nano.
Figura 1, SrnNbnO 3n+2Composto no eixo da zona de imagem '010' HAADF. Todos os compostos são dispostas alternadamente, e uma área em forma de cadeia constituído pela região recortada. (A) 2-2-2-2 tipo de estrutura, que corresponde a n = 4 (i.e.SrNbO 3.5); (b) estrutura de tipo 3-3-3-3, correspondente a n = 5 (i.e.SrNbO 3.4); (c) Tipo 2-3-2-3, correspondente a n = 4,5 (i.e.SrNbO 3.45); (d) Tipo 2-4-4-2, correspondente a n = 4,6,6,4 (i.e.SrNbO3.4).
Figura 2, SrnNbnO 3n+2(A) estrutura do tipo 2-2-2-2; (b) estrutura do tipo 3-3-3-3; (c) estrutura do tipo 2-3-2-3; ( d) Tipo 2-4-4-2. A relação b / a do b-peak para o pico na borda OK reflete a valência dos íons Nb nesta região. Para valores maiores b / a, Nb é uma valência +4, Pelo contrário, o valor de +5. Os resultados da EELS mostram estrutura do tipo 3-3-3-3, estrutura do tipo 2-3-2-3 e estrutura do tipo 2-4-4-2 para o condutor bidimensional, 2-2-2- Estrutura de 2 tipos para o isolador.
Figura 3, SrnNbnO 3n+2(A) estrutura do tipo 2-2-2-2; (b) estrutura do tipo 3-3-3-3; (c) estrutura do tipo 2-3-2-3 ; (d) estrutura do tipo 2-4-4-2. O resultado do DOS mostra que a estrutura do tipo 3-3-3-3, a estrutura do tipo 2-3-2-3 e a estrutura do tipo 2-4-4-2 são bidimensionais Condutor, estrutura de tipo 2-2-2-2 para o isolador.
Figura 4, SrnNbnO 3n+2Compostos representativos no NbO 6(A) estrutura do tipo 2-2-2-2; (b) estrutura do tipo 3-3-3-3; (c) estrutura do tipo 2-3-2-3; (d) 2-4 -4-2. O fundo amarelo indica uma região em forma de cadeia. A relação de comprimento de ligação Nb-O na região serrilhada é maior, indicando que o íão Nb se desvia do centro do octaedro de oxigênio.
A Figura 5, um diagrama esquemático da preparação de material condutor bidimensional: a introdução de um condutor de camada isolante tridimensional, de modo que o condutor tridimensional condutor em duas dimensões.
