Termotropiske fasegrænser i klassisk ferroelektrisk
(venstre) Nanoskala scanning røntgendiffraktion rumligt kort over (220) Mc-toppen i BaTiO3 og (højre) diffraktionsbillede af sted 2; skala bar 8 um. Dette projektionsbillede er af hele strukturen, der findes et par mikron i materialet.
(Phys.org) —Novelle monokliniske subfaser i ferroelektriske BaTiO 3 blev observeret af ANL's Center for Nanoscale Materials-brugere fra Pennsylvania State University i samarbejde med CNM's X-Ray Microscopy Group og forskere fra Center for Nanophase Materials Sciences.
De nyopdagede lavsymmetri mellemfaser findes lokalt stabiliseret nær termotropiske fasegrænser i simple ferroelektriske, og de udviser store forbedringer i ikke -lineære optiske og piezoelektriske; egenskabskoefficienter. Resultaterne afslører, at faseovergange i ferroelektriske forbindelser er tæt forbundet med den underliggende domænemikrostruktur. Nanoskala-scanning af røntgendiffraktionsmålinger, der udnytter den unikke strukturelle følsomhed af CNM Hard X-Ray Nanoprobe demonstrerede utvetydigt subfasens iboende monokliniske karakter. Opdagelsen giver unikke muligheder for design af "grønne" højtydende nanoskala energimaterialer.
Selv i blyfri BaTiO 3 og KNbO 3 , klassiske materialer, der har været kendt og undersøgt i mere end 60 år, denne nye observation viser, at domæner kan låne en termotrop karakter til deres ellers velkendte faseovergange. Dette fører til fremkomsten af mellemliggende monokliniske faser i et bredt temperaturområde omkring de konventionelle interferroelektriske overgange.
Da dette fænomen skyldes de mekaniske og dipolære interaktioner mellem konkurrerende ferroelektrisk-ferroelastiske domæner i en kompleks domæne mikrostruktur, avancerede nanoskala-opløste multiteknikmålinger på samme rumlige sted er nødvendige for korrekt at afsløre den underliggende fysik på et mikroskopisk niveau. Dette arbejde viser, at i de stabiliserede mellemfaser, både de piezoelektriske og de ikke -lineære optiske egenskaber kan stærkt forbedres og endda nyinduceres. Da symmetri -mekanismen, der sænkes gennem spændinger og felter, i princippet er universel for alle ikke -kliniske ferroelektriske krystalsystemer, disse resultater tyder på en lang række muligheder for design af højtydende faser, der kan skabe unikke nanoskala energimaterialer ud fra simpel blyfri ferroelektrisk.
Hard X-ray Nanoprobe beamline er placeret på Argonnes Advanced Photon Source.
Varme artikler
-
Penta-grafen, en ny strukturel variant af kulstof, opdagetDet nyopdagede materiale, kaldet penta-grafen, er et enkelt lag af kulstof femkanter, der ligner Cairo flisebelægning, og det ser ud til at være dynamisk, termisk og mekanisk stabil. Kredit:Virginia C -
Elektromagnetisk levitation pisker nanomaterialer i formBillede, der viser de snorlignende partikler dannet af jern og nikkel og de mere kugleformede klynger dannet af kobber. Kredit:Abbaschian, Zacharias, et. al. 2021 For at metal nanomaterialer skal -
Nyligt modificeret nanopartikel åbner vindue til fremtidige genredigeringsteknologierMedlemmer af Kan Wangs forskerhold samles i et mødeområde i Hach Hall dedikeret til afdøde Victor Lin fra Iowa State University og Ames Laboratory. Fra venstre mod højre er Wang, en professor i agrono -
Glas har nu smart potentialeEn grafisk repræsentation af nanopartikler indlejret i glas. Kredit:University of Adelaide Australske forskere ved University of Adelaide har udviklet en metode til at indlejre lysemitterende nano
- Kvantificering af virkningerne af klimaændringer
- Kosmisk kollision skaber en galaktisk ring i røntgenstråler
- Følger neandertalernes fodspor for at lære, hvordan de levede
- Electrophoresis Process
- Spor af Jordens tidlige magmahav identificeret i grønlandske klipper
- Revner gør historiske malerier mindre sårbare over for miljømæssige variationer