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美国阿贡国家实验室开发出可观察晶粒3D变形的X射线技术
理群

2017-05-24 | 前沿

【据美国阿贡国家实验室网站2017年5月23日报道】美国阿贡国家实验室的科学家开发了一种新型X射线技术,可以用于观察连续堆积的纳米颗粒——晶粒的变形和位错。研究人员使用了被称为布拉格相干衍射成像的X射线散射技术,重建了晶粒缺陷的3-D尺寸和形状,这些缺陷在晶粒内的原子点阵中产生瑕疵,这些瑕疵会引起有趣的材料性质和影响。过去十年中,科学家们研究了单独纳米颗粒的缺陷结构,但是始终没有办法来研究晶粒中晶格的扭曲。在布拉格相干衍射成像中,科学家用X射线照射样品,X射线从材料结构中的原子上散射出来,通过观察散射图,科学家们可以重构材料的三维构成。对于孤立的纳米颗粒,这类信息非常容易获取,但对形成连续薄膜的晶粒情况要复杂些。研究人员将研究重点集中在被称为“晶界”的特定区域,这是引起大多数有趣材料现象的区域,晶界附近的位错由材料的缺陷结构控制,研究人员希望科学家们能掌握控制缺陷合成和定位的能力,最终要能够控制晶界附近材料行为。通过使用阿贡实验室的这项新技术,研究人员利用阿贡先进光子源设备产生的穿透性高能X射线能够实时观察晶格的变形。该项研究得到了美国能源部科学办公室和美国国家科学基金的资助,相关研究成果已经发表在《Science》期刊上,论文题目为《Bragg coherent diffractive imaging of single-grain defect dynamics in polycrystalline films》。

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