广岛大学 钛酸钡薄膜的荧光x光由固态检测器检测，其时间戳信息与施加在薄膜上的电压同步，以获得光谱的时间变化
荣誉:广岛大学中岛信夫 钛酸钡是钛酸铅的一种潜在替代品，研究人员采用一种新技术，在这些材料出现铁电现象的极短时间内，揭示了钛酸钡的精细结构
这项研究将有助于进一步探索如何用其他材料代替钛酸铅，以便在避免铅污染的同时，广泛应用钛酸铅
日本的研究人员使用了一种新颖的超快速技术来探索钛酸铅的潜在替代材料的精细结构，钛酸铅是一种铁电材料，广泛用于许多日常设备的传感器
了解这种结构使我们离消除这些残留的铅污染源又近了一步
这项研究发表在1月21日的材料科学杂志《材料学报》上
铁电材料在广泛的实际应用中得到应用，从电容器到存储单元，从医学超声到数据存储和显示
这些材料的电子具有自发极化或方向，可以通过施加称为铁电的电场来来回切换
在世界范围内，社会越来越认识到需要减少所有活动和设备的污染，但是为了推进这一目标，必须首先对目前使用的许多材料的结构有更深入的了解
在各种铁电材料的非常大的家族中，钛酸铅通常用于传感器，这些传感器在许多普通装置中测量压力、加速度、温度、应变或力
长期以来，铅污染已经被证明对人类大脑有极大的损害，尽管大多数司法管辖区已经宣布油漆和汽油中的铅为非法，但开发这类装置的替代材料的探索仍有待完成
已经对钙钛矿钛酸盐进行了一些研究，钙钛矿钛酸盐是一类将氧化钛与铅、钡、锶或钙结合的铁电材料
钙钛矿前缀只是简单地描述了晶体结构，每个家族的成员共享
普通的晶体结构反过来意味着铅可能被对环境威胁较小的钡所替代(因为它们的离子具有相似的大小和电荷)
这项早期的研究已经确定了钙钛矿钛酸盐的不同组成原子的电子轨道的杂化与其铁电性质之间的明确联系
该研究的合著者、广岛大学高级科学与工程研究生院的中岛信夫说:“因此，下一步是在施加电场时，以某种方式实现对这些电子状态的直接观察。”
“这需要超快观测
" 因此，该团队将x光吸收光谱(XAS)与时间分辨方法相结合
XAS涉及x光与原子的深核电子的相互作用，而不是其外层(或价)电子
这种相互作用的测量允许描述材料的精细结构
时间分辨方法包括使用这种技术在极短的时间尺度上研究材料的动态变化，在这种时间尺度上出现铁电极化反转等现象
它使研究人员能够检测电场下光谱和电子状态的微小变化
两种技术的结合首次在钛酸钡上进行
研究人员发现，除了已经确定的钛和氧之间的轨道杂化之外，钡和钛电子状态之间也发现了类似的效应
这也有助于钛酸钡的极化反转
他们希望他们应用于平行钙钛矿钛酸盐的新技术能够为他们所描述的钛酸铅的“隐藏性质”提供线索，并让世界离消除铅污染更近一步
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