{"id":27656,"date":"2012-05-29T09:32:44","date_gmt":"2012-05-29T06:32:44","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=27656"},"modified":"2012-06-02T19:05:02","modified_gmt":"2012-06-02T16:05:02","slug":"teadlased-valmistasid-vesinikuga-dopeeritud-vanaadiumoksiid-nanojuhtmeid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=27656","title":{"rendered":"Teadlased valmistasid vesinikuga dopeeritud vanaadiumoksiid-nanojuhtmeid"},"content":{"rendered":"

Vanaadiumoksiid (VO2<\/sub>) on teadlastele huvipakkuv materjal, sest on \u00fchtaegu isolaator ning metall ja sobib nii akna kattekile kui optilise l\u00fclitite valmistamiseks. N\u00fc\u00fcd avastasid Rice\u2019i \u00dclikooli teadlased uue viisi oksiidi elektriliste omaduste muutmiseks dopeerides materjali vesinikuga.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Kullast elektroodid vanaadiumoksiidi traatidel, mis on inimese juuksekarvast ligi 1000 k\u00f5rda \u00f5hemad. Vesinikgaasi keskkonnas aurufaas-sadestatud traatidel on huvitavad f\u00fc\u00fcsikalised omadused.<\/p><\/div>\n

Vanaadiumi leidub muuhulgas karastatud terastes. Metalli oks\u00fcdeerimisel moodustuvad kristallid, mis meenutavad pikki ristk\u00fclikukujulisi kastikesi. Vanaadiumi aatomid joonduvad kasti \u00e4\u00e4rtesse, moodustades kristallstruktuuri ulatuses pikliku kihtstruktuuri. \u00dcksikus vanaadiumoksiidi kristallis v\u00f5ib taolisi ristk\u00fclikuid olla mitu.<\/p>\n

VO2 <\/sub>kristallid on piisavalt k\u00f5rgetel temperatuuridel head soojusjuhid. \u201eJahutades materjali temperatuurile 67 K (Kelvin) toimub faasisiire, mis m\u00f5jutab \u00fchtaegu metalli struktuuri ja selle elektrilisi omadusi. Vanaadiumi aatomid grupeeruvad paariti nii, et iga paar on teineteise suhtes v\u00e4ikese nurga all, pikki l\u00fclisid ei teki. Faasisiire ning sellega kaasneva paardumise taasilmumisel muutub materjal elektrijuhist isolaatoriks,\u201c m\u00e4rkis teadusajakirjas Nature Technology ilmunud artikli kaasautor Douglas Natelso.<\/p>\n

Teistel sarnastel materjalidel on samalaadsed omadused, ent vanaadiumoksiid on harukordne, sest faasisiire toimiub k\u00fcllaltki k\u00f5rgel temperatuuril 67.2 K. Siire toimub enamasti \u00fclikiirelt, v\u00e4hem kui 10-12<\/sup> sekundiga. Hiljutistes teadust\u00f6\u00f6des on nimetatud omadusi hoolikalt uuritud ja rakendatud. 2004. aastal kasutas Londoni teadlaste grupp vanaadiumoksiidi temperatuuritundliku aknaklaasikatte valmistamiseks, mis suutis pealelangevat p\u00e4ikesevalgust jahedamatel p\u00e4evadel neelata ja soojematel peegeldada. Lisaks t\u00f6\u00f6tavad elektroonikainsenerid VO2 <\/sub>p\u00f5histe optiliste l\u00fclitite arendamisega.<\/p>\n

\u201eEksperimentaalf\u00fc\u00fcsikas on VO2 <\/sub>huvipakkuv materjal, sest selle f\u00fc\u00fcsikalist olemust veel t\u00e4iel m\u00e4\u00e4ral ei m\u00f5isteta. Teoreetilised mudelid \u00fcksi ei suuda meile vajalikke vastuseid anda, eksperimendid on selleks h\u00e4davajalikud,\u201c mainis Natelson, kes on Rice\u2019i \u00dclikooli f\u00fc\u00fcsika, elektrotehnika- ja astronoomiaprofessor.<\/p>\n

2010. aastal alustasid Natelson ja postdoktor Jiang Wei s\u00fcstemaatilist VO2 <\/sub>faasisiirete uurimist. Wei ja tema juhendatav tudeng Heng Ji kasutasid VO\u00ad2<\/sub> traatide valmistamiseks aurufaas-sadestamistehnikat. Juhtmed olid inimese juuksekarvast ligikaudu 1000 korda \u00f5hemad. \u00dcks katsejuhe, mis sadestati l\u00e4mmastikgaasiga rikastatud keskkonnas, andis ise\u00e4ranis huvitavaid tulemusi. Wei, Ji ja Natelson j\u00e4reldasid, et vesinik m\u00f5jus kuidagi metallelektroodidega kontaktis olevaid VO2 <\/sub>nanojuhtmeid.<\/p>\n

\u201eKullast elektroodide abil juhtisime nanotraatidesse elektrivoolu. See m\u00f5jus katal\u00fcsaatorina ja l\u00f5hustas vesinikgaasi atomaarseks vesinikuks, mis sai seej\u00e4rel nanotraati difundeeruda,\u201c \u00fctles Natelson. \u201eN\u00e4ib, et vesinik haaratakse VO2 <\/sub>kristallidesse. See muudab nende elektrilisi omadusi. V\u00e4hese vesiniku lisamisel muutub faasisiirde temperatuur madalamaks ning isoleeriv faas juhtivamaks. Teatud vesiniku sisaldusest alates kaob isoleeriv faas sootuks.\u201c<\/p>\n

Vesiniku m\u00f5ju t\u00e4pseks uurimiseks konsulteerisid eksperimentaatorid teoreetilise f\u00fc\u00fcsiku Andriy Nevidomskyyga, kes on Rice-i \u00dclikooli f\u00fc\u00fcsika- ja astronoomiadotsent. Nevidomskyy arvutused n\u00e4itasid, et vesinik muutis VO2 <\/sub>elektrilist laengut ning paisutas kergelt materjali. M\u00f5lemad muutused on metallilisele olekule soodsa m\u00f5juga.<\/p>\n

Tegemist ei ole esmakordse vanaadiumoksiidi dopeerimisel p\u00f5hineva faasisiirde moduleerimise eksperimendiga. Ent Natelson r\u00f5hutas, et Rice-i vesinikdopeerimine on unikaalne, sest on t\u00e4ielikult p\u00f6\u00f6ratav. \u201eVesiniku eemaldamiseks piisab vaid traadi m\u00f5\u00f5dukal temperatuuril ahjus k\u00fcpsetamisest.\u00a0Dopeeritud nanotraadil on mitmeid rakendusi, n\u00e4iteks ultrasensitiivsed vesinikusensorid,\u201c \u00fctles Natelson, \u201eent l\u00e4hemas perspektiivis v\u00f5imaldab dopeerimine aru saada VO2 <\/sub>faasisiirete f\u00fc\u00fcsikast. Teades, milline kogus vesinikku faasisiirde v\u00e4lja l\u00fclitab, siis on meil olemas teoreetiline nupp, millega saame s\u00fcstemaatiliselt t\u00f5sta v\u00f5i langetada tulevikus l\u00e4biviidavate eksperimentide temperatuuri.\u201c<\/p>\n

Allikas: PhysOrg<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Vanaadiumoksiid (VO2) on teadlastele huvipakkuv materjal, sest on \u00fchtaegu isolaator ning metall ja sobib nii akna kattekile kui optilise l\u00fclitite valmistamiseks. N\u00fc\u00fcd avastasid Rice\u2019i \u00dclikooli teadlased uue viisi oksiidi elektriliste omaduste muutmiseks dopeerides materjali vesinikuga. Vanaadiumi leidub muuhulgas karastatud terastes. Metalli oks\u00fcdeerimisel moodustuvad kristallid, mis meenutavad pikki ristk\u00fclikukujulisi kastikesi. Vanaadiumi aatomid joonduvad kasti \u00e4\u00e4rtesse, moodustades […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":27659,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[110,147],"class_list":{"0":"post-27656","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-materjal","9":"tag-nanotehnoloogia","10":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27656","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=27656"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27656\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/27659"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=27656"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=27656"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=27656"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}