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hslining

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专业: 金属材料的制备科学与跨学

[交流] 【原创】非晶材料三维结构建模新工具

非晶材料三维结构建模新工具

研究人员已经开发出新的工具，用于模拟网络形成元素材料（network—forming elemental material）的原子和空隙结构。这些工具对于太阳能面板、平面显示器、光存储媒介等等无数高科技器件的制造工艺而言，可能具有革命性的意义。

研究团队由劳伦斯利弗莫尔国家实验室、卢瑟福阿普尔顿实验室以及劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员组成。研究人员首次通过中子和X射线衍射精确绘制了非晶红磷（磷元素的一种具有不同结构的同素异形体）的三维模型。他们还开发出了一种新的方法用于精确地表征网络形成材料的空隙结构。

非晶材料的机械、光、磁和电子塑性对加强现有和新兴的技术非常有帮助，而这种新的工具的诞生将会帮助建立起更为系统性的材料设计方法。

在20世纪，人们采用了大量的实验和理论工具对非晶红磷进行了相当多的研究。从70年代和80年代起，非晶和无序材料便被发现具有很多技术上可利用的性质，从而在光伏电池、便携式光电存储介质如CD、DVD以及蓝光光盘等领域占据了核心地位。然而，当科学家尝试着精确表征这种看似简单的元素材料时，却发现没有恰当的分析工具。

最近由劳伦斯利弗莫尔国家实验室和劳伦斯伯克利国家实验室的科学家组成的研究团队利用X射线和显微拉曼方法对非晶红磷在受到外部压力下的表现进行了测量，并开发了漫散射分析工具，用于明确地揭示材料的原子结构乃至空隙结构的三维模型，其中，后者会对块体材料的性质产生重要的影响。

许多非晶材料的X射线图样表现出非常窄且有时相当强烈的衍射峰。多原子体系的预峰（FSDP峰）与化学—化学键结构形成的原子级空隙息息相关，这一点已经为主流观点所接受。

在10月12日在线版的《自然—材料学》杂志上发表的研究报告中，新的空间分析工具可能揭示这样一种观点：多原子非晶材料的空隙是由密度—密度波动而产生的。

科学家们开发的漫散射分析工具将导致非晶材料的设计和表征朝更为系统化的工程方法发展。（来源：中国科学院上海硅酸盐研究所）
（《自然—材料学》（Nature Materials），doi:10.1038/nmat2290，Joseph M. Zaug, Alan K. Soper & Simon M. Clark）
更多阅读（英文）

《自然—材料学》论文摘要

[ Last edited by hslining on 2009-9-10 at 14:08 ]

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