Posted in | Nanomaterials

ORNL Forskere Opdag mysteriet bag Vanadium Dioxide Phase Behavior

Published on November 24, 2010 at 5:58 AM

En systematisk undersøgelse af fase ændringer i vanadium kuldioxid har løst et mysterium, som har forundret videnskabsmænd i årtier, ifølge forskerne på Institut for Energiteknik er Oak Ridge National Laboratory.

Videnskabsmænd har vidst, at vanadium kuldioxid udviser flere konkurrerende faser, når det virker som en isolator ved lavere temperaturer. Imidlertid har den nøjagtige karakter af den fase adfærd ikke blevet forstået da forskningen begyndte den vanadium kuldioxid i begyndelsen af ​​1960'erne.

Alexander Tselev, en forskningslektor fra University of Tennessee, Knoxville arbejder med ORNL Center for Nanophase materialevidenskab, i samarbejde med Igor Luk'yanchuk fra University of Picardiet i Frankrig brugte en faststoffysik teori til at forklare den observerede fase adfærd af vanadium kuldioxid, et materiale af betydelig teknologisk interesse for optik og elektronik.

"Vi opdagede, at konkurrencen mellem flere faser udelukkende er drevet af gitter symmetri," Tselev sagt. "Vi har regnet ud, at metallisk fase gitter af vanadium oxid kan 'folde' på forskellige måder under afkøling, så hvad observerede folk var forskellige typer af sine folde."

Vanadium kuldioxid er bedst kendt i de materialer verden for sin hurtige og pludselige faseovergang, at væsentlige transformerer materiale fra et metal til en isolator. Fasen forandring finder sted på omkring 68 grader Celsius.

"Disse funktioner af elektriske ledeevne gør vanadium kuldioxid en glimrende kandidat til talrige applikationer i optiske, elektroniske og optoelektroniske anordninger," Tselev sagt.

Enheder, der kan drage fordel af de usædvanlige egenskaber af VO2 omfatter lasere, bevægelsesdetektorer og tryk detektorer, der kunne drage fordel af den øgede følsomhed, som ejendommen ændrer af vanadium kuldioxid. Materialet er allerede anvendt i teknologier som infrarøde sensorer.

Forskerne siger, at deres teoretiske arbejde kan hjælpe med at guide den fremtidige eksperimentel forskning i vanadium kuldioxid og i sidste ende hjælpe med udviklingen af ​​nye teknologier baseret på VO2.

"I fysik, du altid ønsker at forstå, hvordan materialet flåter," sagde Sergei Kalinin, en ledende forsker ved CNMS. "Den termodynamiske teorien vil give dig mulighed for at forudsige, hvordan materialet vil opføre sig i forskellige ydre betingelser."

Resultaterne blev offentliggjort i American Chemical Society er Nano Letters. Forskerholdet også Ilia Ivanov, John Budai og Jonathan Tischler på ORNL og Evgheni Strelcov og Andrei Kolmakov på Southern Illinois University.

Holdets teoretisk forskning udvider på tidligere eksperimentelle ORNL studier med mikroovn billeddannelse, der viste, hvordan belastning og ændringer i krystalgitter symmetri kan producere tynde strømførende ledninger i nanoskala vanadium kuldioxid prøver.

Kilde: http://www.ornl.gov/

Last Update: 9. October 2011 18:59

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit