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The past decades have witnessed the rapid advance of transmission electron microscopy (TEM) techniques, ranging from aberration correction of the electron probe for a supreme spatial resolution to the development of various spectroscopy detectors for better efficiency and higher energy resolutions. In particular, the combination of scanning TEM (STEM) and spectroscopy, which is known as analytical STEM, represents an optimal tool for exploring atomically resolved crystalline, elemental, chemical, and electronic structures of materials. Here, analytical STEM studies on the atomic and electronic structures of local crystalline defects in perovskite BaSnO₃ are presented. One-dimensional crystalline defects–dislocations and a new type of metallic line defect–are investigated by analytical STEM and ab initio calculations. Experimental STEM images and the electron energy-loss spectroscopy (EELS) data obtained from the defects are interpreted using the structural relaxation and electronic band structure calculation results. The combined analysis reveals the local atomic configurations and the electronic structures of the atomic-scale defects, which enables us to explain the influence of the defects on the properties of the host BaSnO₃.
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