به تازگی، موسسه تحقیقات فلزی، آزمایشگاه ملی شنیانگ علوم مواد، جامد اتمی تصویربرداری محقق چن Chunlin، Maxiu لیانگ، آی بی ام سوئز استاد آزمایشگاهی و برنده جایزه نوبل یوهانس یوهانس جرج بدنورز، و همچنین همکاری سایر دانشگاه توکیو استاد یوئیچی Ikuhara، شبه مواد رسانا یک بعدی تاسیس در SrnNbnO مقیاس اتمی 3n+2رابطه بین ساختار الکترونی اتمی خواص آن، نشان داد که مکانیزم تشکیل خواص شبه یک بعدی است. بر این اساس، ایده های پژوهشی پیشنهادی تهیه شده توسط قرار دادن به لایه عایق در سه بعدی ماده رسانا رسانا.
SrnNbnO 3n+2 (به عنوان مثال SrNbO x) یک نوع اکسید داشتن یک ساختار پروسکایت لایه لایه، از طریق به SrNbO 3معرفی اکسیژن زیادی به دست آمده است. ساختار و خواص مانند اکسیدهای بسیار حساس به اکسیژن و توزیع می، میزان اکسیژن مشخصه آن است. همانطور که در اوایل 20 سال پیش تعیین مقدار ضخامت ورق از ساختار لایه لایه رسانا، تیم تحقیقاتی که توسط Bednorz رهبری شده است، SrnNbnO را شناخته است 3n+2خواص رسانا از شبه یک بعدی (در جهت یک محور است بسیار بزرگتر از هدایت از جهت گیری کریستال های دیگر)، و یک مطالعه مقدماتی از مکانیسم شکل گیری آنها. با این حال، برای یک مدت طولانی به فاش کردن ویژگی های هادی الکتریکی شبه یک بعدی بر روی منشا در مقیاس اتمی هنوز یک مسئله چالش برانگیز است.
روش اسکن دیگر چن Chunlin با استفاده از میکروسکوپ الکترونی با اول اصول سیستم انتقال ترکیب محاسبه مورد مطالعه قرار SrnNbnO 3n+2 (از جمله SrNbO 3.4، SrNbO 3.45و SrNbO 3.5و غیره) و وضعیت Nb آن ون واکنش و NbO 6رابطه بین مورفولوژی دارای هشت سطح. نتایج نشان می دهد که الکترون طیف سنجی از دست دادن انرژی، SrnNbnO 3n+2هدایت به ارزش یونهای Nb بستگی دارد: مواد حاوی Nb 4+منطقه یونی هدایت خوبی دارد و حاوی Nb است 5+مناطقی از یون ها رسانا نیستند. اکسیژن بیش از حد در SrnNbnO تجمع می یابد 3n+2منطقه (منطقه از این پس دندانه دار) از انتقال بین ورق، یک لایه عایق تشکیل می شود به طوری که آن را به نمایشگاه خواص رسانا از ویژگی های رسانا دو بعدی است. نتایج بیشتر نشان می دهد که برای اولین بار محاسبه اصل، ظرفیت Nb به یون وسیله آن، NbO 6دارای هشت سطح شکل یک ارتباط مستقیم: NB4 + یون همیشه واقع NBO 6موقعیت مرکز جسم هشت سطحی، یونهای Nb5 + و کنون همواره از موقعیت مرکز افست. SrnNbnO 3n+2خواص الکتریکی منطقه محلی مواد از NbO آن تشکیل شده است 6شکل این هشت ضلعی توسط این مطالعه تعیین می شود که SrnNbnO را نشان می دهد 3n+2این منشاء ویژگی های هدایت کننده شبه یک بعدی است و ایده را برای طراحی و ساخت مواد جدید هدایت شبه یک بعدی ارائه می دهد. امروزه تحقیقات و توسعه تعاونی مواد جدید هدایت شبه یک بعدی انجام می شود.
این تحقیق توسط پروژه های کلیدی تحقیقاتی آکادمی علوم چینی و برنامه ملی استعدادهای جوانان جوانان و غیره تامین شده است. نتایج مربوطه در ACS Nano به صورت آنلاین منتشر می شود.
شکل 1، SrnNbnO 3n+2تصویر HAADF از ترکیب در امتداد محور منطقه 010. همه ترکیبات متشکل از زنجیره های متناوب زنجیره ای و zigzag () نوع 2-2-2-2، مربوط به n = 4 (i.e.SrNbO 3.5)؛ (ب) 3-3-3-3 ساختار نوع، مربوط به n = 5 (i.e.، SrNbO 3.4)؛ (c) نوع 2-3-2-3، مربوط به n = 4.5 (i.e.SrNbO 3.45)؛ (d) نوع 2-4-4-2، مربوط به n = 4،6،6،4 (i.e.SrNbO3.4).
شکل 2، SrnNbnO 3n+2(A) ساختار نوع 2-2-2-2؛ (ب) ساختار نوع 3-3-3-3؛ (c) ساختار نوع 2-3-2-3؛ d) نوع 2-4-4-2: نسبت b / a از b به نقطه a-peak در لبه ی OK، نشان دهنده ارزش یون های نیتروژن در این منطقه است. برای مقادیر b / a بزرگتر Nb +4 valence، برعکس، مقادیر 5.5 EELS نتایج نشان می دهد که ساختار نوع 3-3-3-3، ساختار نوع 2-3-2-3 و ساختار نوع 2-4-4-2 برای هادی دو بعدی، 2-2-2- 2 نوع ساختار برای عایق.
شکل 3، SrnNbnO 3n+2(A) ساختار نوع 2-2-2-2؛ (ب) ساختار نوع 3-3-3-3؛ (c) ساختار نوع 2-3-2-3 ؛ (d) ساختار نوع 2-4-4-2. نتیجه DOS نشان می دهد که ساختار نوع 3-3-3-3، ساختار نوع 2-3-2-3 و ساختار نوع 2-4-4-2، دو بعدی هادی، ساختار نوع 2-2-2-2 برای عایق.
شکل 4، SrnNbnO 3n+2ترکیبات نمایشی در NbO 6(A) ساختار نوع 2-2-2-2؛ (b) ساختار نوع 3-3-3-3؛ (c) ساختار نوع 2-3-2-3؛ (d) 2-4 -4-2 ساختار. پس زمینه زرد نشان دهنده یک منطقه است. باند و Nb-O های زنجیره ای مانند در طول پیوند بیشتر از منطقه فاصله دار، نشان می دهد از موقعیت مرکز Nb به جسم هشت سطحی یون اکسیژن را جبران کند.
5، یک نمای شماتیک نشان دادن یک ماده رسانا دو بعدی: یک هادی سه بعدی معرفی به لایه عایق به طوری که برای تغییر از یک رسانا سه بعدی رسانا.
