13-18 September 2019
Kraków
Europe/Warsaw timezone

Procesy redoks w tlenkach metali przejściowych: od kontroli właściwości w nanoskali po wzrost heterostruktur metal/półprzewodnik

14 Sep 2019, 16:40
20m
Sala "Mała" (S2) (Aditorium Maximum)

Sala "Mała" (S2)

Aditorium Maximum

ul. Krupnicza 33
Wystąpienie ustne (sesje równoległe) Nanofizyka i nanotechnologia (S2) Nanofizyka i nanotechnologia

Speaker

Dr Dominik Wrana (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)

Description

Tlenki metali przejściowych z uwagi na swoją dostępność, niską cenę, a przede wszystkim dzięki wyjątkowej uniwersalności przyczyniają się do gwałtownego rozwoju w wielu dziedzinach życia, poczynając od kosmetyki, przez (foto)katalizę po magazynowanie i przetwarzanie energii. Właściwości tlenków metali przejściowych są silnie związane z obecnością wakancji tlenowych w strukturze krystalicznej, kluczowe jest zatem zrozumienie procesów redoks stojących za zmianą ich koncentracji. Jedną z najbardziej obiecujących i najszerszej badanych klas tlenków metali są perowskity (ABO$_{3}$), posiadające unikalne zastosowania m.in. memrystywne oraz ferroelektryczne, z uwagi na znaczącą polarność powierzchni [1].
W niniejszej prezentacji przedstawione zostaną wyniki prac nad redukcją i utlenieniem modelowego perowskitu, jakim jest tytanian strontu SrTiO$_{3}$(100), przeprowadzonych w kontrolowanych warunkach ultra wysokiej próżni. Okazuje się, że wraz z postępującą redukcją termiczną następują zmiany struktury powierzchni oraz właściwości elektronowych, związane ze wzrostem koncentracji wakancji tlenowych, skutkując ewolucją od półprzewodnikowego do metalicznego charakteru przewodnictwa [2]. Ciekawym, acz nieznanym do tej pory efektem jest dekompozycja struktury krystalicznej w warunkach obniżonego ciśnienia parcjalnego tlenu (mechanizm ELOP) [3], skutkująca powstaniem na powierzchniach redukowanych kryształów monokrystalicznych nanodrutów zbudowanych z tlenku tytanu (II) [3]. Nanostruktury z TiO odznaczają się o kilka rzędów wielkości lepszym przewodnictwem elektrycznym niż podłoże i, w przeciwieństwie do zredukowanego SrTiO$_{3}$, ich właściwości pozostają niezmienione po ekspozycji na tlen. Z tego względu są to szczególnie obiecujące materiały do zastosowań w rzeczywistych układach katalitycznych czy memrystywnych. Dodatkowo, zmierzona w nanoskali różnica prac wyjścia pomiędzy TiO a SrTiO$_{3}$ wynosząca 0.6 eV wskazuje na istnienie egzotycznych stanów elektronowych na interfejsie [5].

[1] Setvin, M., et al., Science, (2018), 359.6375, 572
[2] Wrana, D., et al., Applied Surface Science, (2018) 432, 46
[3] Rodenbücher, C., et al., Physica Status Solidi (RRL)–Rapid Research Letters (2017) 11, 1700222
[4] Wrana, D., et al., Nanoscale, (2019) 11, 89
[5] Wrana, D., et al., Beilstein Journal of Nanotechnology (2019)

Primary authors

Dr Dominik Wrana (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński) Dr Christian Rodenbücher (bInstitute of Energy and Climate Research (IEK-3), Forschungszentrum Jülich) Mr Karol Cieślik (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński) Dr Benedykt R. Jany (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński) Dr Paulina Indyka (Wydział Chemii, Uniwersytet Jagielloński) Dr Oleksandr Kryshtal (Międzynarodowe Centrum Mikroskopii Elektronowej, AGH) Dr Grzegorz Cempura (Międzynarodowe Centrum Mikroskopii Elektronowej, AGH) Prof. Adam Kruk (Międzynarodowe Centrum Mikroskopii Elektronowej, AGH) Prof. Krzysztof Szot (Peter Grünberg Institute (PGI-7), Forschungszentrum Jülich) Prof. Franciszek Krok (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)

Presentation Materials

There are no materials yet.
Your browser is out of date!

Update your browser to view this website correctly. Update my browser now

×