Onderzoekers van MESA+, het onderzoeksinstituut voor nanotechnologie van de Universiteit Twente, hebben een methode ontwikkeld om het aantal ‘defecten’ in heterogene oxidische materialen terug te dringen. Hierdoor kan de elektrische geleiding van deze materialen sterk toenemen; in hun experimenten zagen de onderzoekers zelfs een toename met een factor 50. De truc schuilt hem in een extra laagje koperoxide. De materialen zijn interessant voor onder meer brandstofcellen, sensoren en katalysatoren. Het wetenschappelijke vakblad Advanced Functional Materials publiceert de onderzoeksresultaten.
Er is steeds meer interesse voor zogenaamde heterogene oxidische materialen, onder meer vanwege hun elektrische eigenschappen. Deze materialen, die bestaan uit meerdere lagen en waarbij de atomen gereageerd hebben met zuurstof, zijn onder meer toepasbaar in brandstofcellen, sensoren en katalysatoren. Het is bij deze materialen zaak dat alle atomen in het kristalrooster gereageerd hebben met zuurstof, maar in de praktijk bevatten de materialen vaak defecten: plekken op het kristalrooster, waar een zuurstofatoom zou moeten zitten, maar waar dat niet het geval is.
Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben nu, in samenwerking met onderzoekers van de universiteiten van Antwerpen en van Amsterdam, een methode gevonden om het aantal defecten sterk terug te dringen. Ze voorzagen het materiaal van een extra laagje koperoxide dat er voor blijkt te zorgen dat zuurstof uit de lucht beter doordringt in het materiaal en zodoende de defecten herstelt. In hun experimenten vonden de onderzoekers een toename van de elektrische geleiding met een factor 50.
Materiaalonderzoek
Volgens Mark Huijben, een van de betrokken onderzoekers, levert het onderzoek niet alleen relevante fundamentele wetenschappelijke kennis op, maar profiteert de samenleving ook van de verbeterde controle bij de productie van slimme materialen. “Op de UT hebben we veel kennis en hoogstaande faciliteiten op het gebied van materiaalonderzoek. We houden ons bezig met fundamenteel onderzoek naar en de ontwikkeling van allerhande slimme materialen voor tal van toepassingen. Binnenkort publiceren we bijvoorbeeld een ander artikel in Advanced Materials waarin we de grenzen van de nanotechnologie hebben opgezocht van een nieuw materiaal waarbij je met een elektrisch veld de magnetische eigenschappen kunt beïnvloeden. Dit materiaal is interessant voor bijvoorbeeld toepassingen op het gebied van dataopslag.”
Onderzoek
Het onderzoek, dat is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Functional Materials, is uitgevoerd door onderzoekers van MESA+, het onderzoeksinstituut voor nanotechnologie van de Universiteit Twente, in samenwerking met wetenschappers van de Universiteit van Antwerpen en die van de Universiteit van Amsterdam. Het onderzoek is financieel mede mogelijk gemaakt door de Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) en de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM).
Het artikel getiteld Defect Engineering in Oxide Heterostructures by Enhanced Oxygen Surface Exchange door M. Huijben, G. Koster, M.K. Kruize, S. Wenderich, J. Verbeeck, S. Bals, E. Slooten, B. Shi, H.J.A. Molegraaf, J.E. Kleibeuker, S. Van Aert, J.B. Goedkoop, A. Brinkman, D.H.A. Blank, M.S. Golden, G. Van Tendeloo, H. Hilgenkamp en G. Rijnders, is gepubliceerd in Advanced Functional Materials [DOI: 10.1002/adfm.201203355].
Noot voor de pers
Voor meer informatie of een digitale versie van het artikel kunt u contact opnemen met UT-wetenschapsvoorlichter Joost Bruysters (06 1048 8228).
Bronvermelding afbeelding: Nymus 3D.
