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  • Modellazione di nanopilastri di ossido su scala atomica mediante trasformazione di fase

    Zip atomica in SrNbO3.4. (a) Immagine STEM HAADF acquisita prima dell'irradiazione. L'area di irradiazione è contrassegnata da un rettangolo rosso aperto. (b) Immagine STEM HAADF presa dopo l'irradiazione di elettroni per ~ 300 s che mostra cambiamenti nella struttura atomica nella regione irradiata. La lastra a zigzag nel rettangolo si trasforma in una struttura collegata a catena, con conseguente fusione atomica delle due lastre a catena vicine. La nuova fase ha adottato la struttura di SrNbO3. La trasformazione di fase può essere ben controllata con precisione atomica. Credito: Nano lettere

    I ricercatori dell'Advanced Institute for Materials Research (AIMR) dell'Università di Tohoku hanno condotto uno studio collaborativo volto a controllare con precisione le trasformazioni di fase con elevata precisione spaziale, che rappresenta un significativo passo avanti nella realizzazione di nuove funzionalità in dimensioni ristrette.

    Il gruppo, guidato dal Prof. Yuichi Ikuhara, applicato il fascio di elettroni focalizzato di un microscopio elettronico a trasmissione a scansione (STEM) per irradiare SrNbO 3.4 cristalli, e ha dimostrato un controllo preciso di una trasformazione di fase da SrNbO . stratificato 3.4 alla perovskite SrNbO 3 su scala atomica.

    Un controllo così preciso delle trasformazioni di fase apre nuove strade per la progettazione e la lavorazione dei materiali, così come la fabbricazione avanzata di nanodispositivi. I risultati completi dello studio sono stati pubblicati in Nano lettere .

    Sfondo

    Le trasformazioni di fase nei materiali cristallini sono di primario interesse fondamentale e significato pratico in una vasta gamma di campi, compresa la scienza dei materiali, archiviazione delle informazioni e scienze geologiche. Ad oggi, rimane altamente desiderabile adattare con precisione le trasformazioni di fase in un materiale a causa del loro potenziale impatto sulle proprietà macroscopiche e quindi su molte applicazioni avanzate.

    Nonostante decenni di sforzi, il controllo preciso delle trasformazioni di fase su scala atomica rappresenta ancora una sfida significativa a causa della complessità del governo delle condizioni termodinamiche con precisione atomica. I recenti progressi tecnici nello STEM con correzione dell'aberrazione offrono un nuovo terreno fertile per sondare campioni mediante un fascio di elettroni sub-Angström focalizzato, aprendo una strada per innescare precisamente le trasformazioni di fase.

    Sfondamento

    Questo lavoro ha dimostrato un controllo di successo di una trasformazione di fase dal SrNbO . stratificato 3.4 alla perovskite SrNbO 3 con precisione atomica manipolando un fascio di elettroni sub-Angström focalizzato su qualsiasi regione selezionabile.

    Tale concetto - di un controllo preciso delle trasformazioni di fase con una precisione spaziale atomica - dovrebbe essere, in linea di principio, applicabile non solo a SrNbO 3.4 /SrNbO 3 ma anche ad altri materiali, trovare applicazioni nella lavorazione dei materiali e nella fabbricazione di nanodispositivi.

    Punti chiave :

    • Controllo preciso della trasformazione di fase con elevata precisione spaziale
    • Modellazione di nanopilastri di ossido su scala atomica mediante trasformazione di fase



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