Penemuan kebetulan mengarah pada proses sederhana yang dapat mengontrol sifat-sifat oksinitrin perovskit

Para peneliti menemukan cara untuk membuat dan mengontrol arah dan periodisitas lapisan oksigen kosong dalam kristal oksinitrin pada suhu serendah 600 ° C.Kredit: Mindy Takamiya / iCeMS Kyoto University

Menggunakan Strain untuk mengontrol properti oxynitride

Penemuan kebetulan mengarah pada proses sederhana yang dapat memperkenalkan “lapisan kekurangan oksigen” ke dalam oxynitrides perovskit, mengubah sifatnya.

Ilmuwan Jepang telah menemukan metode sederhana untuk mengontrol pengenalan cacat, yang disebut “lapisan kosong”, ke dalam oxynitrides perovskit, yang menyebabkan perubahan pada sifat fisiknya. Pendekatannya, dipublikasikan di jurnal Komunikasi tentang Alam, dapat membantu dalam pengembangan fotokatalis.

Oxynitrides adalah senyawa anorganik yang terdiri dari oksigen, nitrogen, dan bahan kimia lainnya. Mereka telah mendapatkan banyak perhatian dalam beberapa tahun terakhir karena sifatnya yang menarik, dengan aplikasi dalam perangkat optik dan memori, dan dalam reaksi fotokatalitik, misalnya.

Pada 2015, ahli kimia solid-state Hiroshi Kageyama dari Institut Ilmu Pengetahuan Bahan Sel Terpadu (iCeMS) Universitas Kyoto dan timnya melaporkan bahwa mereka menemukan cara untuk membuat oxynitrides menggunakan proses pengolahan amonia pada suhu di bawah metode konvensional yang membutuhkan lebih dari 1.000 ° C). Proses baru menghasilkan bubuk polikristalin dengan lapisan atom oksigen yang hilang, yang dikenal sebagai bidang oksigen kosong.

Tim ingin memeriksa sifat fisik oksinitrin ini, sehingga mereka membuatnya tumbuh sebagai lapisan tipis kristal tunggal pada substrat. “Tapi lapisan vakum oksigen dari film yang dihasilkan berada pada bidang yang berbeda dari bubuk aslinya,” kata Kageyama. Mereka bertanya-tanya apakah substrat yang mendasari mempengaruhi orientasi lapisan vakum oksigen.

Tim membudidayakan film strontium vanadium oksida (SrVO3) pada substrat yang berbeda dan mengolahnya dengan amonia pada suhu rendah 600 ° C. Bidang lapisan vakum oksigen dan periodisitasnya (frekuensi kemunculannya di lapisan lain dari film) berubah tergantung pada tingkat ketidaksesuaian antara “regangan kisi” dari substrat dan film yang tumpang tindih. Tegangan retikuler adalah gaya yang diterapkan oleh substrat yang menyebabkan atom suatu bahan bergerak sedikit relatif terhadap posisi normalnya.

“Meskipun ahli kimia solid-state telah mengetahui bahwa rencana kekurangan oksigen memainkan peran penting dalam mengubah sifat oksida, seperti menginduksi superkonduktivitas, kami belum dapat mengontrol pembentukannya sebelumnya,” katanya. Kageyama.

Oksida biasanya disintesis melalui reaksi suhu tinggi, sehingga sulit untuk mengontrol struktur kristalnya. Menggunakan suhu dan voltase yang lebih rendah dalam percobaan ini adalah kunci suksesnya.

“Tim kami mengembangkan metode untuk membuat dan mengontrol arah dan periodisitas lapisan kosong oksigen dalam oksida film tipis hanya dengan menerapkan regangan,” kata Kageyama. “Karena energi deformasi sangat besar, hingga ribuan derajat Celsius, kami dapat menggunakannya untuk menstabilkan struktur baru yang tidak terbentuk sebaliknya. “

Kageyama mengatakan akan menarik untuk menyelidiki bagaimana perubahan ketebalan lapisan oksida, atau suhu dan waktu reaksi, juga dapat mempengaruhi orientasi dan periodisitas lapisan vakum oksigen.

Referensi: 23 November 2020, Komunikasi tentang Alam.
DOI: 10.1038 / s41467-020-19217-7

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.