非晶态固体——如玻璃、塑料和非晶态薄膜等,在平淡生存中应用庸碌。从电信、电子家具到太阳能电板,遍地可见它们的身影。
然而,由于枯竭长程次第,无定形固体的三维(3D)原子结构,迄今为止无法胜利通过旧例的晶体学施行测定,成为困扰晶体科学家和材料学家们90多年的一大瓶颈。
在他们的督察中,好意思国加州大学洛杉矶分校(UCLA)华东谈主科学家苗建伟(Jianwei Miao)阐述注解团队的督察东谈主员们,发展了一种原子分袂电子断层扫描技能(AET)门径,以施行细目非晶固体的三维原子位置。
2021年4月1日凌晨,他们的后果发表在《Nature》上——这是在外洋上初度已毕了对金属玻璃中统统原子的3D位置的施行测定。
据悉,团队运用上述AET技能,告捷通过施行细目了金属玻璃中18000多个原子的精准位置,精度可达21 pm(万亿分之一米)!
施行经过中,他们用一种多组分非晶合金看成旨趣讲明,定量表征了三维原子摆设的中短程次第。督察东谈主员通过具有高冷却速度的碳热冲击技能合成了具有多金属要素的玻璃纳米粒子,该纳米粒子纳米颗粒由八种元素组成:Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Ag,Ir和Pt。
放手不雅察到,天然近门径的三维原子摆设是几何无序的,但一些近门径的结构相互连结造成类晶体超团簇,并产生中距离有序。
督察东谈主员们在非晶样品中发现了四种类型的类晶中程有序晶体:面心立方(face-centred cubic)、六边形密排立方体(hexagonal close-packed, body-centred cubic)、体心立方(body-centred cubic)和浅近立方(simple cubic)共存,它们推崇为平向出动而非取向有序。
通过比拟两个模子发现,督察东谈主员正确地识别了高达97.37%的原子,且其3D精度高达21 pm。
这些不雅察放手提供了胜利的实考字据,救济金属玻璃有用簇状包装模子的总体框架。这些团簇充任“超原子”,它们以大于原子圭臬的长度圭臬密致地堆积在悉数,从而造成玻璃结构。
督察东谈主员们祈望,这项使命将为细目庸碌的非晶固体的三维结构铺平谈路,这将篡改东谈主们对非晶材料和干系快意的基本意志。
编译/前瞻经济学东谈主APP资讯组
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