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中科院金属所等科研团队发现固态物质新结构

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-12-05 编辑:生活观察

作者:沈春雷,柳岩资料来源:科学网发布日期:2018/12/11 16:20336047

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金属研究所,中国科学院等研究团队与日本东京大学教授Yuichi Ikuhara,重庆大学副教授尹德强等合作,发现了一种新的固体物质结构一维有序结构(相关结果于12月10日在线发布,时间为《自然-材料》自然资料。

根据微结构的对称性,固体物质可以分为三类:晶体、准晶体和无定形。晶体具有旋转对称和平移对称,它们的原子在三维空间中有规律地周期性重复排列,如雪花、钻石、晶体等,这在日常生活中很常见。无定形晶体没有旋转对称和平移对称,它们的原子排列也没有长程有序,如玻璃、石蜡等。准晶具有旋转对称性,但不具有平移对称性。准晶的原子排列具有长程有序性,但不具有三维平移周期性。准晶体物质在日常生活中并不常见,研究人员首先在合金相中发现了准晶体。以上是准晶发现后对固体物质结构的一般理解。

陈春林等人通过扫描透射电子显微镜结合第一性原理理论计算,在氧化镁(MgO)和氧化钕(Nd2O3)薄膜材料中发现了一维有序晶体,更新了人们对固体物质结构的理解。该结构仅在一个方向保持晶体的平移对称性和周期性,其原子在其他方向无序,形成一维平移周期性的长程有序结构。构成一维有序晶体的结构单元的原子排列与重晶格向晶界倾斜的结构单元非常相似。

研究小组显示,虽然氧化镁晶体是一种能隙为7.4 eV的绝缘体,但氧化镁一维有序晶体是一种能隙为3.2 eV的宽带半导体。一维有序晶体的发现表明,固体结构的类型比人们现有的知识更加丰富,新结构的物理性质与相应的常见结构类型有显着不同。(沈春雷,柳岩)

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