Modelação de estruturas atômicas e Vazio de materiais amorfos

Published on October 14, 2008 at 10:30 AM

Pesquisadores têm identificado com precisão as ferramentas que o modelo de estruturas atômicas e anular de um material de rede de formação elementar. Estas ferramentas podem revolucionar o processo de criação de novos painéis solares, telas planas, a mídia de armazenamento óptico e uma miríade de outros dispositivos tecnológicos.

A produção de fósforo vermelho amorfo foi primeiramente relatada por A. Vogel em 1813. Agora a pressão-dependente 3D modelos de estrutura atômica ter sido construído para ser consistente com nêutrons e difração de raios X de diamantes dados da célula bigorna. Imagem por Scott Dougherty / LLNL.

A equipe, formada por pesquisadores do Lawrence Livermore National Laboratory , Rutherford Appleton Laboratory e Lawrence Berkeley National Laboratory, criou modelos 3D de estruturas de pressão dependente do fósforo vermelho amorfo (um alótropo do fósforo elemento com diferentes modificações estruturais) que, para o primeiro tempo são fielmente por nêutrons e estudos de difração de raios X. Eles também desenvolveram um novo método para caracterizar com precisão estruturas vazio dentro da rede de formação de materiais.

Estes resultados em um material elementar servir como uma referência, indicando a capacidade de suas ferramentas de análise de retratar com precisão toda a estrutura de multi-sistemas atômicos material amorfo. A mecânica, plasticidade, ópticos magnéticos e eletrônicos de materiais amorfos são uma grande promessa para melhorar as tecnologias atuais e emergentes. As novas ferramentas de design irá construir caminhos mais sistemático levando a R & D avanços.

Fósforo vermelho amorfo (a-rP) foi relatada pela primeira vez a ser formado por A. Vogel em 1813 quando a luz solar foi focalizada sobre o fósforo branco. Durante o século 20, a RP-foi estudado intensamente usando uma ampla gama de ferramentas experimentais e teóricas.

Início na década de 1970 e 80, materiais amorfos ou disordered foram encontrados para exibir propriedades tecnologicamente viável pelo seu papel central em células fotovoltaicas e de mídia portáteis opto-electrónicos de armazenamento, como CDs, DVDs, e mais recentes discos Blu-Ray. No entanto, as tentativas dos cientistas para caracterizar com precisão aparentemente simples materiais elementares como uma RP-se prejudicado porque as ferramentas de análise apropriado simplesmente não existia.

Mas a equipe de cientistas recente: Joseph Zaug de LLNL, Alan Soper de Rutherford e Simon Clark da LBL, realizado de raios-X e micro-Raman medidas de um RP-em função da pressão aplicada e desenvolveu ferramentas de análise de espalhamento difuso de forma inequívoca revelar não apenas 3D estruturas atômicas, mas também as estruturas vazio que afetam significativamente as propriedades do material a granel.

X-ray padrões de muitos materiais amorfos revelam um pico de difração invulgarmente estreitas e, por vezes extraordinariamente intensa. O pico de difração primeira afiados (FSDP) de multi-sistemas atômicos agora é predominantemente aceito para ser associado com vazios em escala atômica que resultam de geometrias química químico-ligação.

Como relatado no estudo que aparece na 12 out edição online da revista Nature Materials, a novas ferramentas de análise vazio pode revelar que vários atômica vazios material amorfo ocorrer de forma mais simples de densidade densidade de flutuações.

As ferramentas de análise de espalhamento difuso desenvolvido por estes cientistas permitirá engenharia rotas mais sistemático para projeto e caracterização de materiais amorfos.

A equipe usou a fonte luminosa avançada, Beam linha 12.2.2, do Lawrence Berkeley Laboratory para realizar as medições de espalhamento de raios-X.

Last Update: 6. October 2011 19:24

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