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Modélisation des structures atomiques et vide de matériaux amorphes

Published on October 14, 2008 at 10:30 AM

Les chercheurs ont identifié précisément les outils que le modèle des structures atomiques et non avenu d'un matériau formant le réseau élémentaire. Ces outils peuvent révolutionner le processus de création de nouveaux panneaux solaires, écrans plats, les supports de stockage optique et une myriade d'autres dispositifs technologiques.

La production de phosphore rouge amorphe a été d'abord rapporté par A. Vogel en 1813. Maintenant la pression dépend des modèles 3D structure atomique ont été construits pour être compatible avec des neutrons et diffraction des rayons X des données cellule à enclume de diamant. Image par Scott Dougherty / LLNL.

L'équipe, composée de chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory , Rutherford Appleton Laboratory et du Lawrence Berkeley National Laboratory, créé des modèles 3D de structures dépendant de la pression de phosphore rouge amorphe (une forme allotropique du phosphore élément avec différentes modifications structurelles) que pour la première temps sont fidèlement reproduite par les neutrons et les études de diffraction des rayons X. Ils ont également développé une nouvelle méthode pour caractériser avec précision les structures vide au sein du réseau de formation de matériaux.

Ces résultats sur une matière élémentaire servir de référence indiquant la capacité de leurs outils d'analyse pour représenter avec précision l'ensemble de la structure de multi-systèmes atomiques matériau amorphe. Les propriétés mécaniques, optiques, magnétiques et électroniques de plasticité des matériaux amorphes sont très prometteurs vers l'amélioration des technologies actuelles et émergentes. Les nouveaux outils va construire des chemins de conception plus systématique menant à la R & D avancées.

Phosphore rouge amorphe (a-RP) a été signalé à être formé par A. Vogel en 1813 lorsque le soleil était focalisé sur le phosphore blanc. Pendant le 20ème siècle, une RP-a été étudiée intensément en utilisant un large éventail d'outils expérimentaux et théoriques.

Au début des années 1970 et 80, les matériaux amorphes ou désordonnés ont été trouvés à exposer technologiquement viable propriétés par leur rôle central dans les cellules photovoltaïques et des supports de stockage portables opto-électroniques comme les CD, DVD, et plus récemment disques Blu-Ray. Cependant, les tentatives par les scientifiques pour caractériser avec précision apparemment simple des matériaux élémentaires comme un RP-ont été entravés parce que les outils d'analyse appropriés n'existait tout simplement pas.

Mais l'équipe de scientifiques récents: Joseph Zaug du LLNL, Alan Soper de Rutherford et Simon Clark de LBL, menée à rayons X et micro-Raman des mesures d'une RP-en fonction de la pression appliquée et développée diffuse des outils d'analyse révèlent la diffusion sans ambiguïté non seulement en 3D des structures atomiques, mais aussi les structures vides qui affectent sensiblement les propriétés du matériau en vrac.

X-ray de nombreux modèles de matériaux amorphes révèlent un pic de diffraction anormalement étroits et parfois remarquablement intense. Le pic de diffraction première forte (PPSE) de multi-systèmes atomiques est maintenant majoritairement accepté d'être associés avec des vides à l'échelle atomique qui résultent de la liaison chimique géométries-chimiques.

Tel que rapporté dans l'étude qui paraît dans le 12 octobre édition en ligne de la revue Nature Materials, les nouveaux outils d'analyse peut révéler que nulle multi atomiques vides matériau amorphe se produire plus simplement à partir des fluctuations de densité densité.

Les outils de diffusion des analyses développées par la diffusion de ces scientifiques permettra itinéraires techniques plus systématique vers la conception et la caractérisation des matériaux amorphes.

L'équipe a utilisé l'Advanced Light Source, Largeur de ligne 12.2.2, au Lawrence Berkeley Laboratory de mener les mesures de diffusion des rayons X.

Last Update: 20. October 2011 18:16

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