Recientemente, el Instituto de Investigación del Metal, Laboratorio Nacional de Shenyang para la Ciencia de Materiales, Solid Atómica Imaging Research Fellow Chen Chunlin, Maxiu Liang, IBM Suez profesor de laboratorio y Premio Nobel de Johannes Georg Bednorz, así como la Universidad de Tokio Profesor Yuichi Ikuhara otras formas de cooperación, Material conductivo cuasi-unidimensional SrnNbnO se estableció en la escala atómica 3n+2La relación entre la estructura electrónica atómica de sus propiedades conductoras, que reveló el mecanismo de formación de las propiedades conductoras cuasi-unidimensionales. Sobre esta base, las ideas de investigación propuesto preparó mediante la inserción en la capa aislante en el material conductor conductora tridimensional.
SrnNbnO 3n+2 (es decir, SrNbO x) Es un tipo de óxido con una estructura de perovskita estratificada que se puede pasar a SrNbO 3La introducción de exceso de oxígeno y obtenido. La estructura y propiedades de estos óxidos son muy sensibles a su contenido y distribución de oxígeno, el contenido de oxígeno de cuánto determina la estructura laminar del espesor de la lámina y las características de conductividad. Hace tan solo 20 años, El equipo de investigación dirigido por Bednorz ha reconocido SrnNbnO 3n+2(A lo largo de la conductividad del eje a es mucho mayor que otras orientaciones cristalográficas), y se discutió su mecanismo de formación. Sin embargo, el origen de la conductividad cuasi unidimensional se ha revelado durante mucho tiempo en la escala atómica. Sigue siendo un problema desafiante.
Chen Chunlin, etc. usando microscopía de transmisión de barrido electrónico y cálculos teóricos de primeros principios combinados con el método para estudiar sistemáticamente el SrnNbnO 3n+2 (Incluyendo SrNbO 3.4, SrNbO 3.45Y SrNbO 3.5Etc.) y su estado de valencia de iones Nb y NbO 6La morfología octaédrica de la relación entre el espectro de pérdida de energía de electrones de los resultados muestra que, SrnNbnO 3n+2La conductividad depende de la valencia de Nb iones: el material contiene Nb 4+El área iónica tiene buena conductividad y contiene Nb 5+Las áreas de los iones no son conductivas. El exceso de oxígeno se acumula en el SrnNbnO 3n+2Región (región sucesivo serrado) de la transición entre la hoja, se forma una capa aislante de modo que exhibe propiedades conductoras de características conductoras de dos dimensiones. Los resultados indican, además, que el primer cálculo principio, la valencia de Nb iones con la misma NbO 6La morfología octaédrica está directamente relacionada con: los iones Nb4 + siempre se localizan en NbO 6La posición central octaédrica y los iones Nb5 + siempre están lejos de la posición central. SrnNbnO 3n+2Las propiedades eléctricas de la región local del material consisten en su NbO 6La forma del octaedro está determinada por este estudio que revela SrnNbnO 3n+2La formación de las causas fundamentales de las propiedades conductoras de cuasi unidimensional, y proporciona una guía para el diseño y desarrollo de material conductor cuasi unidimensional nuevo. En la actualidad, cooperación en I + D en marcha para el nuevo material conductor cuasi unidimensional que.
La investigación fue financiada Academia China de proyectos de investigación de ciencias de frontera y miles de jóvenes nacionales de planes, etc. resultados relacionados publicados en línea en ACS Nano.
Figura 1, SrnNbnO 3n+2Compuesto en '010' eje de zona de imagen HAADF. Todos los compuestos están dispuestas alternativamente, y una zona con forma de cadena constituido por la región de sangría. (A) 2-2-2-2 estructura de tipo, que corresponde a n = 4 (i.e.SrNbO 3.5); (b) estructura de tipo 3-3-3-3, que corresponde a n = 5 (es decir, SrnbO) 3.4); (c) Estructura de tipo 2-3-2-3, correspondiente a n = 4.5 (es decir, SnrO 3.45); (D) 2-4-4-2 estructura de tipo, que corresponde a n = 4,6,6,4 (i.e.SrNbO3.4).
Figura 2, SrnNbnO 3n+2(A) estructura de tipo 2-2-2-2; (b) estructura de tipo 3-3-3-3; (c) estructura de tipo 2-3-2-3; d) Tipo 2-4-4-2. La relación b / a del pico b al pico a en el borde OK refleja la valencia de los iones Nb en esta región. Para valores b / a más grandes, Nb es una valencia +4, Por el contrario, el valor de +5. Los resultados de EELS muestran la estructura de tipo 3-3-3-3, la estructura de tipo 2-3-2-3 y la estructura de tipo 2-4-4-2 para el conductor bidimensional, 2-2-2- 2 tipo de estructura para el aislador.
Figura 3, SrnNbnO 3n+2(A) estructura de tipo 2-2-2-2; (b) estructura de tipo 3-3-3-3; (c) estructura de tipo 2-3-2-3 ; (d) estructura de tipo 2-4-4-2. El resultado de DOS muestra que la estructura de tipo 3-3-3-3, la estructura de tipo 2-3-2-3 y la estructura de tipo 2-4-4-2 son bidimensionales Conductor, estructura de tipo 2-2-2-2 para el aislador.
Figura 4, SrnNbnO 3n+2Compuestos representativos en el NbO 6(A) estructura de tipo 2-2-2-2; (b) estructura de tipo 3-3-3-3; (c) estructura de tipo 2-3-2-3; (d) 2-4 Estructura -4-2. El fondo amarillo indica una región similar a una cadena. La relación de longitud de enlace Nb-O en la región dentada es mayor, lo que indica que el ion Nb se desvía del centro del octaedro de oxígeno.
La figura 5, un diagrama esquemático de la preparación de material conductivo bidimensional: La introducción del conductor de la capa de aislamiento tridimensional, de modo que el conductor tridimensional en conductivo bidimensional.
