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木虫 (著名写手)

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[交流] 铈基非晶合金的形成机理研究取得新进展

最近，物理所汪卫华小组和美国North Carolina大学Wu Yue研究小组合作, 采用核磁共振NMR 27Al 方法系统研究了微量元素Co掺杂对Ce基非晶形成能力的影响。研究结果证明铈基非晶材料是由Al为中心的二十面体cluster密堆组成的, 这些cluster 的几何对称性对非晶形成能力有重要影响。微量元素Co掺杂对Ce基非晶形成能力的影响与Al原子所在位置的对称性Co掺杂影响而显著改变相关联，这表现为27Al NMR 测得的四极矩频率随着Co掺杂明显下降。该项结果对于人们从微观结构的角度认识非晶合金的形成能力,探索新的非晶材料具有重要意义。相关结果发表在《物理评论快报》(Phys. Rev. Lett. 99, 095501 (2007))上该项工作得到国家基金委，中国科学院的资助。

非晶形成的机理以及热力学、动力学和结构对非晶形成能力的影响是材料科学的重要问题之一，目前也是非晶材料和物理领域研究的重点方向之一。非晶合金材料是由小于1 nm的颗粒(cluster 或building block)密堆组成的，这种结构和其形成能力密切相关。微量掺杂是探索新的非晶材料, 改进非晶材料性能的有效方法。汪卫华小组于2005年研制出铈基金属非晶材料 (金属塑料) ［Phys. Rev. Lett. 94， 205502(2005)］，这类非晶材料的形成能力和物理性能对微量元素的掺杂非常敏感。 0.2%的过渡金属元素的掺杂可将Ce-基非晶合金的临界形成尺寸从1-2毫米增加到10毫米, 同时非晶的弹性性能等物理、力学性能也有明显的改变。

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