(Phys.org) —De meilleures batteries, catalyseurs, Les dispositifs électroniques de stockage et de traitement de l'information font partie des avantages potentiels d'une découverte inattendue faite par des scientifiques du Laboratoire national d'Oak Ridge à l'aide d'échantillons isolés de l'atmosphère.

Des chercheurs du laboratoire du Département de l'énergie ont appris que les propriétés de surface clés des films d'oxydes complexes ne sont pas affectées par des niveaux réduits d'oxygène pendant la fabrication - une découverte imprévue avec des implications possibles pour la conception d'oxydes complexes fonctionnels utilisés dans une variété de produits de consommation, dit Zheng Gai, membre du Centre des sciences des matériaux à l'échelle nanométrique du DOE à l'ORNL.

Les résultats sont détaillés dans un article publié dans Nanoéchelle .

Alors que les propriétés du matériau manganite sous la surface changent comme prévu avec l'élimination de l'oxygène, devenir un isolant plutôt qu'un métal, ou chef d'orchestre, les chercheurs ont découvert que l'échantillon présentait des propriétés électroniques remarquablement stables à la surface. Gai a souligné que la robustesse d'une surface est importante car ce sont précisément les propriétés de la surface qui déterminent, influencent et affectent la fonctionnalité des oxydes complexes dans la catalyse et les batteries.

« Ces matériaux étant une alternative prometteuse au silicium ou au graphène dans les appareils électroniques, la taille de plus en plus réduite de ces composants rend leurs propriétés de surface de plus en plus importantes à comprendre et à contrôler, " dit Gaï.

Alors que ce travail fournit une compréhension fondamentale d'un matériau utilisé et recherché pour les catalyseurs, oxyde électronique et batteries, Gai et l'auteur principal Paul Snijders ont noté qu'il est difficile de spéculer sur les impacts possibles.

"Je dis toujours qu'en science fondamentale on découvre l'alphabet, " dit Snijders, membre de la Division Science et Technologie des Matériaux de l'ORNL. « Il est difficile de prédire comment ces lettres seront conçues pour en faire un livre technologique utile. »

Cette découverte a été rendue possible par le fait que les auteurs ont réalisé leur expérience en utilisant la microscopie à sonde à balayage dans un système sous vide sans exposition des échantillons à l'atmosphère. Cela contraste avec l'approche conventionnelle consistant à faire croître un échantillon puis à l'installer dans un équipement d'analyse. Lors d'un tel transfert, les scientifiques exposent le matériau à l'eau, l'azote et le dioxyde de carbone dans l'air.

En étudiant des échantillons vierges, l'équipe ORNL a acquis une nouvelle compréhension surprenante de la physique des surfaces des matériaux, une compréhension qui est nécessaire pour concevoir de nouvelles applications fonctionnelles, dit Snijders.