2018年11月5日
相变经常发生显著改变材料的性质最熟悉的一个是在水中solid-liquid-gas过渡。每个阶段涉及到材料内部的原子的新的安排,控制物质的属性。
这是一个插图的二氧化钒原子结构示意图。(图片来源:格雷格·斯图尔特/ SLAC国家加速器实验室)
虽然这样的安排可以毫不费力地分析分别在每一个阶段,它是更加困难,分析他们是如何能够改变他们的安排从一个状态到另一个阶段的时候过渡。原因是原子非常小,和他们的距离也同样很小,因此他们可以很快发生。亚博网站下载材料也包含超过1023个原子,使其高度很难监控个人的运动。
insulator-metal过渡材料二氧化钒(VO的发生2)是一个特别有趣的相变。签证官2在室温下是绝缘体,钒离子晶体内被称为二聚体形成周期性的钒双链。这种化合物加热到略高于室温时,有一个原子结构的变化和周期性的钒双链分解;然而,材料仍然是一个固体。同时,材料的电导率增加五个数量级以上,有广泛的应用,从红外传感无能量气候控制。
签证官的一个有趣的性质2是相变能很快发生,唯一的限制似乎是如何加热快速系统。为了解释这种惊人的速度,研究人员提出,应该有一个钒离子之间的合作运动,每一对钒优惠同时以同样的方式。
为了推断材料的原子结构,研究人员运用一种方法亚博网站下载称为衍射。在过去的三十年中,这种技术已经被扩大到包括时间分辨率,实现“分子电影”,直接电影时原子的运动过渡。2007年,这项技术最初应用于签证官2,它似乎验证了协调运动的照片。
相反,衍射只能测量平均原子位置和没有透露太多信息的确切路径采用单个原子。例如,抗议者游行在巴塞罗那格拉西亚大道将定期,制服,协调方式,虽然一群游客可能覆盖相同的距离,平均而言,然而,在一个完全不协调的方式,随机犹豫和徘徊,盯着这个城市的建筑。在衍射的情况下,这两个过程会出现相同的。
现在,在一项新的研究中,报告亚博老虎机网登录,一个研究小组应用一种新颖的方法,有可能克服原子通路。这项研究涉及ICFO研究教授Simon墙,博士生曾维达,蒂莫西•米勒和前博士后与SLAC国家加速器实验室的研究人员,日本同步加速器辐射研究所,杜克大学,橡树岭国家实验室,斯坦福大学。
为此,团队利用了世界上第一个x射线激光位于SLAC国家加速器实验室。这种创新的光源允许研究人员研究晶体的结构与无与伦比的细节的帮助下称为总x射线散射的方法。与现有的观点相反,作者发现钒对破裂高度无序的方式,似乎更像游客而不是游行者。
这是第一次我们真的能够观察原子重新安排在一个没有假设的相变运动是一致的,表明这些转换的课本理解需要重写。我们现在计划用这种技术来探索更多的材料来了解广泛障碍的作用亚博网站下载。
教授西蒙•墙ICFO。
到目前为止,签证官2经常被应用作为一个指南解读阶段更加复杂的材料,例如,高温超导体。亚博网站下载因此,这里的教训表明,这种材料也将再次进行检查。亚博网站下载此外,理解障碍的作用在振动材料可以指出一个新的视角关于如何调节物质,特别是在超导领域,可以为光电子学和纳米技术有着重要的意义。亚博网站下载