Ученые уже замечали, хотя и не могли объяснить, сложные сателлитные отражения на дифракционных картинах литий-ионных проводников структуры перовскита
(Nd2/3-xLi3x)TiO3. Недавно группа из Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania) доказала, что этот эффект возникает в результате периодического двумерного разделения фаз в наномасштабе [Guiton and Davies, Nat. Mater. (2007), doi:10.1038/nmat1953]. Полученные сверхрешетки могут быть использованы в качестве эталонов при наращивании наноструктур или молекулярных монослоев.
На нескольких порошковых образцах (Nd2/3-xLi3x)TiO3 (0.047 < x < 0.151) методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) c электронным лучом, параллельным направлению [001] было обнаружено два разных типа контрастного изображения с одинаковой периодичностью: наноразмерная шахматная структура и ромбовидная структура в форме алмаза. На ПЭМ-изображениях более высокого разрешения обе структуры видны одновременно, что позволяет предположить, что они представляют собой разные виды одной и той же структуры.
На Z-контрастном изображении видно, что структура алмазного типа появляется в результате происходящего в оксидах разделения фаз на квадраты с высоким содержанием лития и пограничные зоны, где содержание лития понижено. Варьируя соотношение неодима и лития в образце, можно изменять периодичность структуры. Оценки содержания двух фаз, сделанные на основе ПЭМ-изображений, были подтверждены при помощи многослоевой модели.
«Насколько нам известно, спонтанное разделение фаз с периодичностью такого радиуса действия в неорганических материалах до сих пор не наблюдалось,— утверждает Бет С. Гитон.— В данном случае оно представляет особый интерес, поскольку происходит в наномасштабе и на плоскости». Длина упорядочения и возможность регулирования размеров элементарной ячейки позволяют использовать недорогие стандартные методы обработки керамики при высокоточном конструировании.