阿贡科学家仅通过改变其形状就可以改变材料特性

通过将电子和离子的传输限制在图案化薄膜中，科学家们找到了一种潜在地增强材料性能以设计下一代电子产品的方法

就像池塘里的涟漪，电子像波浪一样穿过材料，当它们碰撞和相互作用时，它们会产生新的有趣的图案。

美国能源部 (DOE) 阿贡国家实验室的科学家们已经看到，当其形状受到限制时，称为二氧化钛的金属氧化物薄膜中会出现一种新型波形。限制是将材料限制在边界内的行为，可以改变材料的特性以及分子通过它的运动。

“在这个独特的长度尺度上进行研究使我们能够看到非常有趣的建设性干涉现象，表明量子干涉，同时获得关于电子和离子如何相互作用的新信息。”— 主要作者弗兰克·伯罗斯

在二氧化钛的情况下，它导致电子以一种独特的模式相互干扰，从而增加了氧化物的导电性或导电程度。这一切都发生在中尺度上，在这个尺度上科学家可以看到量子效应以及电子和分子的运动。

总而言之，这项工作为科学家们提供了关于原子、电子和其他粒子在量子水平上的行为方式的更多见解。这些信息可以帮助设计可以处理信息并在其他电子应用中有用的新材料。

“真正让这项工作与众不同的是我们调查的规模，”主要作者、西北大学阿贡材料科学系 (MSD) 研究生弗兰克巴罗斯说。â <“在这种独特的长度尺度上进行研究使我们能够看到非常有趣的现象，这些现象表明在量子水平上发生了干扰，同时获得了有关电子和离子如何相互作用的新信息。”

改变几何形状以改变材料属性

通常，当向二氧化钛等氧化物施加电流时，电子以简单的波形流过材料。与此同时，离子——或带电粒子——也会四处移动。这些过程产生了材料的电子传输特性，例如导电性和电阻，这些特性在下一代电子产品的设计中得到了利用。

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