Visualization of electron beam-induced desintering of nanostructured ceramics at the atomic scale

Autor(es)

Fiuza, Tanna E. R. ; Focassio, Bruno ; Bettini, Jefferson ; Schleder, Gabriel R. ; Rodrigues, Murillo H. M. ; Souza Junior, Joao B. ; Fazzio, Adalberto ; Capaz, Rodrigo B. ; Leite, Edson R.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CELL REPORTS PHYSICAL SCIENCE; v. 5, n. 2, p. 14-pg., 2024-02-21.

Resumo

Mass diffusion and local tensile stress associated with electron beam irradiation can favor the desintering process. Here, we report the electron beam -induced desintering of ZrO2 thin films at the atomic scale with unprecedented spatial resolution using high -resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Our results confirm earlier works in which desintering is driven by tensile stress acting on the bridge if an external stimulus, such as irradiation, triggers atom mobility. Additionally, we find departures from classical microscopic descriptions: a very stable nanobridge is formed and evolves until rupture with a constant dihedral angle instead of a brittle rupture. An adapted model for desintering at the nanoscale is proposed using the experimental findings. This work provides insights that may improve the knowledge of the rupture of ceramic materials at the nano and atomic scales, contributing to a better knowledge of materials' behavior. (AU)

• Processo FAPESP: 19/04527-0 - Interface entre isolantes topológicos cristalinos e materiais 2D-trivial: estudo de proximidade via defeitos
• Beneficiário: Bruno Focassio
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 20/06257-7 - Resolução Atômica em Microscopia de Força Atômica (AFM)
• Beneficiário: Adalberto Fazzio
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Brasil
• Processo FAPESP: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais
• Beneficiário: Elson Longo da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 21/10672-2 - Correlacionando catálise e auto-regeneração em cerâmicas: investigação da mobilidade atômica de metais sobre filmes finos de ZrO2 em escala atômica por microscopia eletrônica de transmissão in situ
• Beneficiário: Tanna Elyn Rodrigues Fiuza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/02317-2 - Interfaces em materiais: propriedades eletrônicas, magnéticas, estruturais e de transporte
• Beneficiário: Adalberto Fazzio
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 17/18139-6 - Machine learning e Ciência de Materiais: descoberta e design de materiais 2D
• Beneficiário: Gabriel Ravanhani Schleder
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado