2018年11月5日
相变经常发生,会极大地改变材料的性质——最常见的是水中的固-液-气相变。每一个相都与物质内部原子的新排列有关,这种排列决定了物质的性质。
虽然这样的排列可以毫不费力地在每个相中分别进行分析,但要分析它们如何在相变时从一种状态改变到另一种状态却困难得多。这样做的原因是原子非常小,它们移动的距离也同样小,因此它们可以非常迅速地发生。欧洲杯足球竞彩材料还包含超过1023个原子,因此很难监测它们的个别运动。
在材料二氧化钒(VO)中发生的绝缘体-金属转变2)是一个特别有趣的相变。签证官2在室温下是绝缘体,晶体内的钒离子形成被称为二聚体的钒对的周期性链。当将这种化合物加热到略高于室温时,就会发生原子结构的变化,钒对的周期链就会断裂;然而,这种材料仍然是固体。同时,这种材料的电导率提高了5个数量级以上,并具有广泛的应用范围,从红外传感到无能源气候控制。
VO的一个有趣的性质2相变可以很快发生,唯一的限制是系统加热的速度。为了解释这一惊人的速度,研究人员提出钒离子之间应该有一种合作运动——也就是说,每一对钒离子同时以相同的方式断裂。
为了推断这种材料的原子结构,研究人员采用了一欧洲杯足球竞彩种叫做衍射的方法。在过去的三十年里,这项技术已经扩展到包括时间分辨率,从而实现了“分子电影”,即直接拍摄原子在跃迁时的运动。2007年,该技术首次应用于VO2在那里,它似乎证实了协调运动的说法。
相反,衍射只能测量原子的平均位置,而不能揭示有关所涉及的单个原子所采用的确切路径的太多信息。例如,在巴塞罗那Passeig de Gràcia大街上游行的抗议者将以常规的、统一的、协调的方式移动,而一群游客可能平均走同样的距离,但完全不协调的方式,随意地停下来,四处闲逛,欣赏城市的建筑。在衍射的情况下,这两个过程看起来是一样的。
现在,在一项新的研究中欧洲杯线上买球一组研究人员应用了一种有可能克服原子路径的新方法。这项研究涉及ICFOSimon Wall教授,博士生Luciana Vidas和前博士后Timothy miller,与SLAC国家加速器实验室,日本同步辐射研究所,杜克大学,橡树岭国家实验室和斯坦福大学的研究人员合作。
为了实现这一目标,该团队利用了位于SLAC国家加速器实验室的世界上第一台x射线激光器。这种创新的光源使研究人员能够借助全x射线散射的方法,以无与伦比的细节研究晶体的结构。与现有的观点相反,作者发现钒对以一种高度无序的方式分解,更像游客而不是游行者。
这是我们第一次真正能够观察到原子在相变中是如何重新排列的,而不假设运动是均匀的,这表明教科书上对这些相变的理解需要重写。我们现在计划使用这项技术来探索更多的材料,以了解无序的作用有多广泛欧洲杯足球竞彩.
Simon Wall教授,ICFO。
到目前为止,签证官2常被用于解释更复杂材料的相,例如高温超导体。欧洲杯足球竞彩因此,从这里学到的教训表明,这些材料还需要再次检查。欧洲杯足球竞彩此外,了解振动材料中无序的作用可以为如何调节物质提供一个新的视角,特别是在超导领域,这可能对光电子学和纳米技术有重要的意义。欧洲杯足球竞彩