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应用分享丨微区X射线荧光技术揭示钙钛矿型薄膜的微观奥秘

来源：布鲁克纳米分析部分类：应用方案 2024-05-17 16:00:11 102阅读次数

在材料科学的前沿，钙钛矿型薄膜因其卓越的物理性能和独特的微观结构而备受瞩目。然而，这些薄膜在制备过程中可能会因为热膨胀系数的不匹配而产生内部应力，即应变。这种应变对薄膜的物理性能有着显著影响。尽管如此，钙钛矿型薄膜在电子应用领域，尤其是在实现巨磁电阻、多铁性和超导性等奇异特性方面，展现出巨大的潜力。

为了实现这些特性，薄膜与基底之间的精确匹配至关重要。在众多候选基底材料中，双钙钛矿Sr₂DyNbO₆因其卓越的化学均匀性而成为电子应用薄膜外延的优选材料。

图1 某双钙钛矿（Sr₂DyNbO₆）基底材料

微区X射线荧光（Micro-XRF）技术在揭示这些材料的内部秘密中扮演了关键角色。该技术通过激发样品并检测产生的次级X射线，分析其能量以确定样品中包含的元素种类及其分布。Micro-XRF的优势在于其高空间分辨率，能够精确到微米级别的元素分布，为我们提供了一种全新的视角来观察材料的微观结构。

在Sr₂DyNbO₆晶体的研究中，Micro-XRF技术发挥了至关重要的作用。通过Micro-XRF扫描，研究人员能够获取晶体的化学成分信息，证实了这些晶体的高化学均匀性，这对于电子应用至关重要。

图2 双钙钛矿（Sr₂DyNbO₆）材料中的锶Sr（左）和镝Dy（右）均匀分布

晶体结构对材料的电子性能有着显著的影响。Micro-XRF技术不仅能获取材料的化学信息，还能够识别晶体取向的变化，帮助研究人员识别出微观结构特征。如图1所示，不同的颜色代表不同的晶体取向，而高数量的晶粒和孪晶界可能对材料的电子性能产生负面影响。

图3 双钙钛矿（Sr₂DyNbO₆）材料中的晶粒和孪晶界分布（不同的颜色代表不同的晶体取向）

由Bruker Micro-XRF M6 JETSTREAM扫描

微区X射线荧光技术在材料科学中的应用，为我们提供了一种强大的工具，以深入理解材料的化学组成和微观结构。在钙钛矿型薄膜的研究中，Micro-XRF技术不仅证明了Sr₂DyNbO₆晶体的高化学均匀性，还揭示了晶体取向和晶粒孪晶界等微观结构特征。这些信息对于材料的设计、优化和应用至关重要。随着技术的不断进步，Micro-XRF技术有望在更多领域发挥更大的作用，推动材料科学的发展。

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