在开创性的材料研究中，由明尼苏达大学欧洲杯足球竞彩教授K. Andre Mkhoyan领导的一个团队发现，将触摸屏和智能窗户两种广受欢迎的特性——透明度和导电性的最佳融合在一起。
研究人员首次在钙钛矿晶体中观察到金属线。地球中心富含钙钛矿，锡酸钡(BaSnO3)就是其中一种晶体。然而，由于地球上普遍存在更多的导电材料，如金属或半导体，它的金属性质还没有被广泛研究。欧洲杯足球竞彩
这一发现是利用先进的透射电子显微镜(TEM)得出的，这种技术可以形成放大倍数高达1000万倍的图像。
这项研究发表在欧洲杯线上买球科学的进步美国科学促进会(AAAS)出版的同行评议的科学杂志。欧洲杯线上买球
＂这些金属线缺陷的导电性和优先方向意味着我们可以制造一种材料，既像玻璃一样透明，又像金属一样定向导电，Mkhoyan说，他是TEM专家，也是明尼苏达大学科学与工程学院化学工程和材料科学系的Ray D.和Mary T. Johnson/Mayon塑料主席。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“这给了我们两个世界最好的东西。我们可以使窗户或新型触摸屏透明，同时导电。这是非常令人兴奋的。”
缺陷或缺陷在晶体中很常见，而线缺陷(其中最常见的是位错)是一排偏离正常顺序的原子。由于位错与主晶体具有相同的元素组成，位错核上的电子带结构变化，由于对称还原和应变，往往与主晶体的电子带结构变化仅略有不同。
研究人员需要在位错之外寻找金属线缺陷，缺陷的组成和产生的原子结构有很大的不同。
“我们很容易在这些BaSnO3薄膜的高分辨率扫描透射电子显微镜图像中发现这些线缺陷，因为它们独特的原子结构，我们只在平面视图中看到它们，该研究的主要作者、化学工程和材料科学系研究生Hwanhui Yun说。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
在这项研究中，我们在明尼苏达双城大学的实验室中用分子束外延法(MBE)生长了BaSnO3薄膜，MBE是一种制造高质量晶体的技术。在这些BaSnO3薄膜中观察到的金属线缺陷沿着薄膜的生长方向传播，这意味着研究人员有可能控制线缺陷出现的方式和位置，并有可能根据触摸屏、智能窗户和其他未来需要结合透明性和导电性的技术的需要来设计它们。
“我们必须创造性地使用MBE来生产高质量的BaSnO3薄膜。当这些新的线状缺陷在显微镜下显现出来时，我们非常激动。”巴拉特·贾兰(Bharat Jalan)说。巴拉特是化学工程和材料科学系的副教授，也是壳牌公司的主席，他领导着一个实验室，用MBE来生长各种钙钛矿氧化物薄膜。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
钙钛矿晶体(ABX3)在单元电池中含有三种元素。这使它可以自由地改变结构，如组成和晶体对称，并具有承载各种缺陷的能力。由于线缺陷核心中原子的配位和键合角度不同，引入了新的电子态，电子能带结构局部发生戏剧性的改变，使线缺陷转变为金属。
“这里的理论和实验是如此一致，真是令人着迷，”化学工程和材料科学系助理教授、密度泛函理论(DFT)专家Turan Birol说。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球我们可以用第一性原理DFT计算验证这种线缺陷的原子结构和电子性质的实验观察。”
研究团队成员包括美国明尼苏达大学博士和博士后Hwanhui Yun、Mehmet Topsakal(现布鲁克海文国家实验室副科学家)、Abhinav Prakash(现阿尔冈国家实验室博士后研究员);明尼苏达大学教授K. Andre Mkhoyan、Bharat Jalan、Turan Birol和Jong Seok Jeong。
这项研究得到了SMART的部分支持，SMART是nCORE的七个中心之一，nCORE是半导体研究公司的一个项目，由美国国家标准与技术研究所(National Institute of Standards and Technology)和美国国家科学基金会(NSF)通过明尼苏达大学材料研究科学与工程中心(MRSEC)资助。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球该团队还与明尼苏达大学表征中心合作。大英帝国勋章的增长工作得到了国家科学基金会和空军科学研究办公室的部分支持。
