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इलेक्ट्रॉनिक गुणों के लिए ऑक्सीजन को नियंत्रित करने का नया तरीका

Anonim

होटल प्रबंधकों और सामग्रियों के वैज्ञानिकों में बहुत आम बात है - उन्हें दोनों रिक्तियों के प्रबंधन द्वारा संपत्तियों को नियंत्रित करने का एक तरीका खोजने की जरूरत है।

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यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी के आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने पाया कि वे ऑक्सीजन वॉयड्स या रिक्तियों को पेश करने के लिए एक छोटे इलेक्ट्रिक प्रवाह का उपयोग कर सकते हैं, जो नाटकीय रूप से पतली ऑक्साइड फिल्मों की चालकता को बदलते हैं। परिणाम प्रकृति संचार में प्रकाशित हैं।

यह खोज हमारी सामग्री को कैसे काम करती है और नए इलेक्ट्रॉनिक्स, उत्प्रेरक या अधिक के लिए उपयोगी हो सकती है, इसकी समझ में सुधार करती है।

वैज्ञानिक हमेशा सामग्री में असामान्य व्यवहार की तलाश में रहते हैं जो नई प्रौद्योगिकियों का आधार बना सकते हैं। ऑक्साइड सामग्री का एक वर्ग है जिसने हाल ही में ब्याज हासिल किया है क्योंकि वे कभी-कभी ऐसे असामान्य व्यवहार प्रदर्शित करते हैं - राज्यों को इन्सुलेट करने और संचालन के बीच फ़्लिपिंग, चुंबकत्व को चालू और बंद करना, या यहां तक ​​कि सुपरकंडक्टिंग भी करना: गर्मी के रूप में किसी भी नुकसान के बिना पूरी तरह से बिजली का संचालन करना।

हमें लगता है कि इनमें से कुछ गुणों को ऑक्सीजन रिक्तियों के साथ करना है। ऑक्साइड की संरचना एक दोहराने वाली क्रिस्टलीय जाली है जिसमें ऑक्सीजन परमाणु पूरे पेपर होते हैं; लेकिन कभी-कभी ऐसे आवाज हो सकते हैं जहां एक ऑक्सीजन परमाणु गायब है।

ऑक्सीजन रिक्तियों को बनाने का सामान्य तरीका सामग्री को गर्म करना और पर्यावरण से ऑक्सीजन को जोड़ना या निकालना है।

एक Argonne सामग्री वैज्ञानिक और कागज पर संबंधित लेखक जेफ ईस्टमैन ने कहा, "लेकिन गैस पर्यावरण को नियंत्रित करने की आवश्यकता जहां आप सामग्री के गुणों को बदल सकते हैं।"

Argonne टीम यह जानना चाहता था कि क्या वे एक वैकल्पिक विधि के साथ रिक्तियों को नियंत्रित कर सकते हैं।

उन्होंने दो परत वाली सामग्री बनाई: येट्रिया-स्टेबिलाइज्ड ज़िकोनिया के एक ब्लॉक के शीर्ष पर एक इंडियम ऑक्साइड क्रिस्टल परत। जब शोधकर्ताओं ने एक छोटे से बिजली के क्षेत्र को लागू किया, तो उन्होंने सीमा के साथ परिमाण के दो आदेशों से विद्युत चालकता स्काईरकेट देखा जहां दोनों परतें मिलती हैं। प्रभाव उलटा है; मैदान के बिना, यह वापस प्रारंभिक, कम प्रवाहकीय स्थिति में वापस आ जाता है।

"आप इलेक्ट्रॉनिक्स या बिल्डिंग उत्प्रेरक के लिए अनुप्रयोगों की कल्पना कर सकते हैं - उदाहरण के लिए, पानी या कार्बन डाइऑक्साइड को विभाजित करने का एक तरीका प्रदान करना, " ईस्टमैन ने कहा।

कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग द्वारा समर्थित सिद्धांत यह है कि दो सामग्रियों के गुणों के बीच का अंतर उनके बीच एक लंबवत वोल्टेज बनाता है, और इंडियम ऑक्साइड में नकारात्मक चार्ज ऑक्सीजन आयनों को प्रवाह में आकर्षित किया जाता है और इंटरफ़ेस में स्थानांतरित होता है - पीछे रिक्तियों को छोड़कर।

ईस्टमैन ने कहा कि टीम आगे की जांच की योजना बना रही है कि क्या अन्य प्रभावों में वही प्रभाव पड़ता है और क्या यह तरीका अन्य गुणों को नियंत्रित कर सकता है।

पेपर पर सह-लेखकों, "ऑक्सीजन रिक्ति डोपिंग और थिन फिल्म ऑक्साइड हैटरोस्ट्रक्चर में इलेक्ट्रिकल कंडक्शन का इंटरफेसियल कंट्रोल, " Argonne वैज्ञानिक बॉयड वेल, पीटर ज़ापोल, हाकिम इददीर, पीटर बाल्डो और सेओंग किन किम, इसके दौरान एक Argonne postdoctoral शोधकर्ता हैं अध्ययन, अब कोरिया विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान में एक शोध वैज्ञानिक।

टीम ने विशेषता और विश्लेषण के लिए उन्नत फोटोन स्रोत, विज्ञान उपयोगकर्ता सुविधा के डीओई कार्यालय में बीमलाइन 12-आईडी का उपयोग किया। उन्होंने विकसित सिद्धांत का मूल्यांकन करने में Argonne प्रयोगशाला कंप्यूटिंग संसाधन केंद्र में फ़्यूज़न क्लस्टर का भी उपयोग किया।

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कहानी स्रोत:

डीओई / Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला द्वारा प्रदान की जाने वाली सामग्री। मूल लुईस लेर्नर द्वारा लिखित। नोट: सामग्री शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।


जर्नल संदर्भ :

  1. बॉयड डब्ल्यू वेल, सेओंग किन किम, पीटर ज़ापोल, हाकिम इददीर, पीटर एम। बाल्डो, जेफरी ए ईस्टमैन। पतली फिल्म ऑक्साइड हेटरोस्ट्रक्चर में ऑक्सीजन रिक्ति डोपिंग और विद्युत चालन का इंटरफेसियल नियंत्रणप्रकृति संचार, 2016; 7: 118 9 2 डीओआई: 10.1038 / एनकॉम 1111 9 2