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液態(tài)-玻璃態(tài)轉變研究新發(fā)現，快來(lái)看看吧！

2017-10-31 來(lái)源：唔哩頭條

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【中玻網(wǎng)】在古代，人們就已經(jīng)利用某些液體能夠轉變?yōu)椴ＡУ倪@一特性展開(kāi)各種生產(chǎn)活動(dòng)。然而，液態(tài)-玻璃態(tài)轉變過(guò)程所包含的許多基本機理還尚不明確，而對基本機理的更好理解能夠有效促進(jìn)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，比如DVD或藍光光盤(pán)通過(guò)改變其物質(zhì)狀態(tài)實(shí)現數據存儲。

　　近日，在引發(fā)液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)晶體或玻璃態(tài)關(guān)鍵的電子過(guò)程中，日本東北大學(xué)（Tohoku University）的研究人員又有了新的發(fā)現。

　　這個(gè)由東北大學(xué)材料研究所Kenichiro Hashimoto所帶領(lǐng)的多機構組成的日本團隊，將常規液體（如葡萄糖）玻璃態(tài)形成的分子動(dòng)力學(xué)與含有“受困”電子的農業(yè)生產(chǎn)體系金屬材料進(jìn)行比較。

　　二維的四分之一填充的農業(yè)生產(chǎn)體系固體是一類(lèi)有廣闊前景的材料，用于實(shí)現被稱(chēng)為“二聚體Mott”絕緣體的強相關(guān)絕緣狀態(tài)和電荷順序的研究。在這類(lèi)農業(yè)生產(chǎn)體系固體的導電層中，分子形成各向異性的三角形晶格，其具有幾何挫折束縛效應，這使得在兩個(gè)絕緣體之間和與之相鄰的金屬中會(huì )產(chǎn)生許多非常有意思的物質(zhì)狀態(tài)。這種挫折束縛來(lái)源是基于具有能量不滿(mǎn)足鍵的幾何旋轉玻璃圖形(就像那個(gè)三角形晶格)。所謂的“受困”電子，就是處在這種三角形晶格中。

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　　圖|電子在冷卻時(shí)從液態(tài)（頂部圖）轉變?yōu)?a target='_blank' class="blue" title="玻璃" >玻璃態(tài)（底部圖）圖自：Kenichiro Hashimoto

　　在農業(yè)生產(chǎn)體系金屬中負責導通電流的“受困”電子，因為它們在材料晶格上的特殊幾何排列而不能處于其能量的較低態(tài)。常見(jiàn)的那些能形成玻璃態(tài)的液體，在緩慢冷卻的過(guò)程中，其原子分布排列變得非常規則，較后形成晶體材料。

　　同樣地，研究人員緩慢冷卻含有“受困”電子的農業(yè)生產(chǎn)體系金屬時(shí)，發(fā)現這些電子也表現出相似的規則排列然后成晶。然而，加快其冷卻速度后他們發(fā)現，農業(yè)生產(chǎn)體系金屬材料的受困電子重新籌備排列，較后卻并不能形成晶體，而是和常見(jiàn)的能形成玻璃態(tài)的液體一樣，轉變?yōu)椴ＡА?/p>

　　此結果凸顯了液態(tài)-玻璃態(tài)轉變過(guò)程的某些基本性質(zhì)。因此，團隊的研究人員認為，這些農業(yè)生產(chǎn)體系金屬材料為學(xué)習研究液態(tài)-玻璃態(tài)轉變的基本特性提供了一個(gè)十分便利的工具。

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