Stamjustering afslører løfte i nanoskala fremstilling

Forskere ved Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory har rapporteret fremskridt med at fremstille avancerede materialer på nanoskalaen. Den spontane selvsamling af nanostrukturer sammensat af flere elementer baner vejen mod materialer, der kan forbedre en række energieffektive teknologier og datalagringsenheder.

ORNL Materials Science and Technology Division -forsker Amit Goyal ledede indsatsen, kombinerer teoretiske og eksperimentelle undersøgelser for at forstå og kontrollere selvsamlingen af ​​isolerende bariumzirkoniumoxid-nanodotter og nanoroder inden for barium-kobberoxid-superledende film.

"Vi fandt ud af, at et belastningsfelt, der udvikler sig omkring de integrerede nanodotter og nanoroder, er en vigtig drivkraft i selvsamlingen, "sagde Goyal, en UT-Battelle Corporate Fellow. "Ved at indstille belastningsfeltet, nanodefekterne blev samlet i den superledende film og inkluderede defekter justeret i både lodrette og vandrette retninger. "

Den kontrollerede samling i det superledende materiale resulterede i stærkt forbedrede egenskaber, Goyal sagde, herunder en markant reduktion i materialets anisotropi, eller retningsafhængighed, ønsket for mange store, applikationer til høj temperatur superledning.

Den stammejustering, som teamet demonstrerede, har konsekvenser i nanoskala-fremstillingen af ​​kontrollerede, selvsamlede nanostrukturer af flere elementer, med egenskaber, der er egnede til en række elektriske og elektroniske applikationer, herunder multiferroics, magnetoelektrisk, termoelektrisk, solceller, ultrahøj densitet informationslagring og høj temperatur superledere.

"Sådanne nanokompositfilm med forskellig overordnet sammensætning, koncentration, egenskabsstørrelse og rumlig rækkefølge kan producere en række nye og hidtil usete egenskaber, der ikke udstilles i individuelle materialer eller faser omfattende kompositfilmene, "Sagde Goyal.

Forskningen er rapporteret i dag i tidsskriftet Avancerede funktionelle materialer .