簇状物和十边形──类晶体结构的新规则

典型的晶体中的景象是出名的单调的。一排整齐的原子相隔固定的间距一个接一个地出现。你可以想象这样一个以结构单元堆叠而成的有序固体。一种特定晶体的单元有完全相同的原子结构。用这些晶胞构造晶体很象砌砖筑墙。直到1984年，科学家们认为所有的有序固体都有这样简单、周期性的结构。之后，在位于盖萨斯堡的国家标准和技术学会的一个项目中，以色列技术研究院的丹·谢兹曼（DanShechtman）吃惊地发现，看上去象晶体的铝锰合金不服从晶体结构的一般规则。使这种材料不同于普通晶体的是原子排列间的距离。这种被称为类晶体的物质的原子…     

用冷原子模拟超导体

<正>科研人员说,他们接近用超冷原子晶格模拟高温超导体,这是解释超导体的完美导电状态的一步。排列于规则晶格中的超冷原子可以为弄清高温超导现象的起源提供线索。晶格格位的排列(白色能量面中的低谷)在实验中通过激光来制造     

能划伤钻石的玻璃材料问世

<正>近日,中国材料科学家在对各种形式的碳进行实验并创造出了一种坚硬到可以划伤钻石表面的玻璃。这种透明材料具有不可思议的强度,还可以作为半导体。这为光伏领域带来了一些令人期待的可能性。这种被称为"AM-Ⅲ"的新材料和钻石有一些相似之处,因为它主要由碳原子构成。但钻石的原子和分子排列是完美的晶格结构,而AM-Ⅲ的原子和分子排列不整齐,结构更加混乱,     

碳化硅多型体147R_((b))的晶体结构

碳化硅是层状结构化合物,是典型的多型性物质。已发现的多型结构变体达136种,巳测定过晶体结构的约40种。碳化硅高层多型变体的六角C轴晶胞参数可达四千埃以上,单位晶胞原子数目高达三千以上,因而晶体结构测定有一定的困难。碳化硅多型体晶体结构的测定通常采用尝试法,根据已有的结构规律选择可能的原子排列方式作强度计算并与实测强度值作比较。     

崭露头角的"金属玻璃"

近年来,随着材料工程的开发和研究,在冶金工业中出现了一种崭新的工程材料,叫做“金属玻璃”。它一问世,便在工业生产的各个领域中很快得到广泛应用,显示出了极大的实用价值。我们知道,固体物质一般可分为两大类:一类叫晶体物质,它的原子呈有规则的排列,金属就属于这一类。还有一类叫非晶体物质,它的原子排列是混乱的,没有规则的,常见的玻璃就属于这一类。但科学家研究发现,晶体物质和非晶体物质在一定条件下可以互相转化,成为一种既具有金属的传热、磁性、导电等特性,又有玻璃的坚固、耐腐蚀的新物质,这种新物质就叫做“金属玻璃”。金属之…     

统计法、图解法与“禁区”法在解释派特逊函数投影中的综合运用

派特逊函数(原子向量空间)法是结构分析中很重要的一种方法,尤其是对有重原子的结构。后来这种方法有了很多进展,如哈克尔的切面、切线法、布尔格的重迭求最小函数法和implication图法等。但派特逊法主要用于有重原子的情况,否则就有相当的困难。卢云锦曾创造对称中心法来解释派特逊投影,并解决了乙二胺四乙酸的晶体结构。这种方法为运用派特逊法进行只有轻原子的结构分析提供了途径。作者在解决库水硼镁石的结构问题时,亦遇到没有重原子的困难,派特逊投影不易解释,即不易区分哈克尔峰和非哈克尔峰。此晶体单位晶胞     

Fe-Ti多层组分调制膜的有效互扩散系数与调制波长的关系

当组分调制多层膜的调制周期较短时(纳米量级),在垂直于膜面方向形成一个一维的“人工晶格”。这种“人工晶格”同通常的晶体内原子点阵晶格一样,在X射线辐射下将产生Bragg衍射。由于多层膜的调制周期比一般晶格点阵周期要长,因此由组分调制周期产生的Bragg衍射峰出现在较低角度位置(其2θ~-值多在10°以下),这种由于组分周期性变化产生的衍射峰,     

纳米Fe的低温比热

纳米微晶是由纳米量级(1～100nm)晶粒构成的多晶物质.纳米微晶是由两种组元组成,其一为晶体组元,该组元中所有原子都位于晶格内的格点上;另一部分为界面组元,其原子都位于晶粒之间的界面上.由于纳米微晶物质的界面比大尺寸晶粒物质大得多,且晶体组元又远小于大尺寸晶粒物质,这样纳米微晶就表现出不同于普通晶体的结构特点和物理性质.纳米铁的磁性和Mǒssbauer谱的测量表明,纳米Fe的饱和磁化强度远小于大块α-Fe和非晶铁的饱和磁化强度,并且纳米Fe界面组分的居里温度T_c比大块多晶Fe低,这意味着     

准晶

准晶(Quasicrystal)是准周期性晶体(Quasiperiodic crystal)的简称。晶体中原子的排列呈三维周期性的关系,可以用一种单胞在空间中的无限重复来描述。因此,晶体的平移对称可以用14种Bravais空间点阵概括.受此制约,晶体只能有1、2、3、4、6次旋转对称,5次和6次以上的旋转对称都是不允许的。这是很明显的,五角形的平移不能布满一个平面。准晶中的原子分布也有长程序,但是它的位置序无周期性,因此可以有5次或其他的“不允     

用分子束外延技术按样定制半导体微观结构

在按样定制的半导体微观结构中，通过把异质结精确地植入晶体内即可定域地确定所期望的势能差。分子束外延技术用于以一个原子接一个原子的构建晶体薄膜，从而可以在微观惊工内精确地“裁剪”人工层状晶体。在ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ超晶格中各组分的周期性调制产生了新颖的电子性质，它开辟了崭新的技术用途。     

TGS晶体中取代基元的作用

硫酸三甘肽([NH_2CH_2COOH]_3·H_2SO_4)简称TGS,从TGS的过饱和溶液中可生长,出优质完整的TGS晶体。TGS晶体是一种较典型的铁电体,居里温度(T_c)为49℃左右,在室温下,它具有优良的热释电性能,但当温度高于T_c时,晶体的自发极化消失,变为无极性晶体。 TGS晶体结构沿c轴方向的投影,如图1所示。 TGS晶胞是由三种构型不同的甘氨酸     

苯甲酰二茂铁的晶体结构

苯甲酰二茂铁(Benzoylferrocene)是一种金属有机化合物。分子式为C_(17)H_(14)FeO,分子量290,熔点108℃,晶体呈红色透明。该化合物晶体属单斜晶系,P2_1/n空间群,晶胞     

聚乙烯单晶弧形边的成因

聚乙烯在不良溶剂中高温结晶时 ,往往在 { 2 0 0 }面形成弧形边 .因为不良溶剂的影响 ,此时形成的临界核长度较短 .这种薄的片晶在高温条件下是热力学不稳定的 ,在缓慢的单晶生长过程中不可避免地伴随着退火的过程 .在片晶生长的前沿仍然保持着临界核厚度的同时 ,它的中心部分已经由于退火作用而增厚 .这就使得所得单晶从中心到边缘具有一定的厚度梯度 (即中间厚 ,边缘薄 ) .另一方面 ,晶胞参数与片晶的厚度有关 :在较厚的片晶中晶胞较小 ,而在较薄的片晶中晶胞较大 .因此 ,在前述具有厚度梯度的片晶中 ,从中心到边缘晶胞尺寸逐渐增大 .这种变化在晶格中产生了一种应力 ,必然引起晶格的应变 .如果主要生长面{ 110 }的边变成同一套具有巨大半径的同心圆的圆弧 ,晶格的排列就可适应上述晶胞尺寸的变化 .由于同心圆的半径很大 ,而单晶中 { 110 }面的边只是圆弧的很小一部分 ,故仍然接近直线 .与此同时 ,生长较慢的 { 2 0 0 }面的边却随之变为椭圆的一部分 ,具有明显的曲率 .     

六方密堆晶体中填隙原子的有序结构

许多金属晶体呈六方密堆结构。当这类金属与其它原子较小的非金属元素形成化合物时,金属子晶格可保持六方密堆结构,非金属原子则占据填隙位置。实验上发现,随组分的不同非金属原子形成不同的有序结构,并且在一定温度下发生有序-无序相变。这对于材料的性能有重要影响。因此,研究非金属原子的基态位形对这类材料的设计具有重要意义。     

单晶中子衍射法确定重晶石中氧的位置

一中子衍射实验技术是最近十八年来随着反应堆的出现而发展起来的一种研究物质结构的新方法。中子衍射与X射线衍射有许多相似之处,当中子束作用于晶体时也能因晶体内原子排列(结构)的不同而在不同方向产生或强或弱的衍射束,经过与X射线晶体结构分析过程基本相同的一系列计算和探索,最后求得原子座标。但中子衍射也有其特点,如中子主要是被原子核所散射,与核外电子的相互作用极小,散射振幅与原子序数无关,因此在下列研究中具有独特的优越性。 1.含有重原子结构中轻原子位置的确定。例如合金中C、N、O的定位,BaSO_4中O位置的确     

金屬中內耗峯位置的預計

有序化現象及馬氏体回火过程的研究表示,在晶体中原子的微观运动存在着一些几率的假設可以說明这些实驗数据。如果在金属或合金的晶体中原子从一个位置跳到另一个位置果真有一定的几率,則由于晶体是在三維空間中以晶胞为单位沿三方向平移而重复的特征,我們盼望这种原子的躍迁会有一定的频率。既有一定的頻率,則在周期性的外界作用之下就会有可能發生共振吸收現象。現在原子躍迁几率随温度而变,它和温度有温度的倒数的負指数关系,因之躍迁的頻率也遵从类似的温度关系。于是如果外界作     

无公度超晶格薄膜的电子态

一种新型的材料——人造超晶格已引起广泛的重视。我们曾对完整超品格的电子结构及物理性质作过一些研究。在本文中我们将提出一种可能的超晶格构型——无公度超晶格。所谓无公度,是指其超晶格周期与原有的晶格周期之比是无理数。从实验的角度考虑,由于难以实现超晶格周期的长程相关性。实际上无法制备严格的无公度超晶格。但以下两种     

氧化钴(CoO)等温压缩及高压相变

一、引言 无论从理论角度或从实验角度,较长时间以来,过渡族金属氧化物(包括CoO、NiO、FeO、MnO等)的高压相变及微观物理性质(包括它们的磁性及导电性问题等)都是很令人感兴趣的。 X射线德拜粉末衍射结果表明,氧化钴在液氮温度下除(111)和(222)衍射线外,其它所有的衍射线均发生劈裂或多重化现象,这个现象被认为是由于发生了从面心立方排列过渡到四方对称结构转变的结果。在室温(20℃)温度下面心立方晶胞的晶格参数是α=4.2495±     

基于晶格缺陷的谷极化三维弹性声子晶体的拓扑界面传播特性

晶格缺陷(包括旋错和位错等)广泛存在于各种材料,并呈现出优异的物理和力学性能.在经典波动体系,晶格缺陷态首先应用于二维光学系统,实现了晶格缺陷激发的谷极化界面态和束缚态.本文设计了一种三维弹性声子晶体,其单胞在第一布里渊区的K-H方向线性简并.打破单胞的镜像对称性,该三维弹性声子晶体沿第一布里渊区K-H方向的简并线打开而形成完全带隙,激发出谷极化量子霍尔效应.将晶格缺陷态引入具有谷极化量子霍尔效应的三维弹性声子晶体,晶格畸变导致单胞谷极化拓扑相反转而形成界面,实现了弹性波在三维弹性声子晶体的稳健界面传播.基于晶格缺陷的谷极化三维弹性声子晶体拓扑界面态的实现,突破了传统经典波动系统拓扑波导设计的局限性,为三维复杂拓扑波导器件设计提供了良好的技术支撑.     

确定晶体电子结构的单原子状态自洽法

余瑞璜发展的Pauling键长公式,吕振家等建立的结合能公式奠定了确定晶体电子结构的基础。本文以Cu,Ag和Au为例说明了建立基本原子状态的原则;介绍一种依据结合能和晶格常数实验值求解晶体电子结构的单原子状态自洽法;并以金属Cu为例介绍了采用双态杂化、三态杂化和多态杂化的求解步骤;指出不论选取基本原子态的种类和数目有何不同,与实验值符合的解都是相同的,若只依据这两种性质之一来求解晶体电子结构则会出现多解。