Naukowcy z MESA+, instytutu badań w dziedzinie nanotechnologii na University of Twente w Holandii opracowali metodę zmniejszenia liczby defektów w heterogenicznych materiałach tlenkowych.
Mniejsza liczba defektów to lepsze przewodnictwo elektryczne tych materiałów. Sekret tkwi w dodatkowej warstwie tlenku miedzi. Materiały takie stosowane są przy budowie ogniw paliwowych, czujników i katalizatorów. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym Advanced Functional Materials.
Ostatnimi czasy zauważalnie rośnie zainteresowanie tak zwanymi niejednorodnymi, heterogonicznymi materiałami tlenkowymi. Częściowo jest to spowodowane ich właściwości elektrycznych. Zakłada się, że w tych materiałach atomy w sieci krystalicznej ulegają utlenieniu. W rzeczywistości sieć krystaliczna zawiera często defekty punktowe. W miejscu gdzie powinien znajdować się atom tlenu, znajduje się wakancja.
Współpraca naukowców z z Antwerpii, Amsterdamu i Twente wydała owoc w postaci metody pozwalającej zmniejszyć liczbę defektów w sieci. Przez dodanie dodatkowej warstwy tlenku miedzi na powierzchnię materiału, tlen z powietrza przenika do materiał lepiej, co pozwala naprawić defekty. W badaniach, zaobserwowano także wzrost przewodności elektrycznej. Nanowarstwa tlenku miedzi dodana do heterostruktury LaAlO3 -SrTiO3 zmniejsza kinetyczną barierę wymiany tlenu w hetero-fazie.
Kontrola nad naturą i gęstością rozmieszczenia wad jest konieczna, aby w pełni zrozumieć właściwości struktury materiałów i wykorzystywanie ich w przyszłych technologiach produkcji urządzeń.
Według Marka Huijbena, jednego z naukowców zaangażowanych w projekt, badania nie tylko uzupełniają podstawową wiedzę naukową, ale pozwolą społeczeństwu na lepszą kontrolę produkcji materiałów inteligentnych.
Źródło:
[1] Defect Engineering in Oxide Heterostructures by Enhanced Oxygen Surface Exchange by M. Huijben, G. Koster, M.K. Kruize, S. Wenderich, J. Verbeeck, S. Bals, E. Slooten, B. Shi, H.J.A. Molegraaf, J.E. Kleibeuker, S. Van Aert, J.B. Goedkoop, A. Brinkman, D.H.A. Blank, M.S. Golden, G. Van Tendeloo, H. Hilgenkamp and G. Rijnders, is published in Advanced Functional Materials
[2] http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1008/1008.1896.pdf | 06.07.2013
[3] Copper Splash + Oxide by Mike Beauregard (subarcticmike), flickr.com, CC BY 2.0