新物質可以在晶體生長的取向附著過程中形成

中國科學家已經發(fā)現，在晶體生長的取向附著(OA)過程中可以形成一種新物質，這可能為晶體生長的微觀機制提供新的視角。

該研究由中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所(ISSP)和其他合作機構的科學家完成。它于5月29日在Matter上發(fā)表。

結晶是一種非常熟悉的物理過程，自然地和人工地發(fā)生。由此產生的產品 - 晶體 - 在現代科學技術中發(fā)揮著重要作用。例如，單晶硅在半導體工業(yè)中發(fā)揮著核心作用; 非線性光學晶體 - 例如β-BaB 2 O 4(BBO) - 是現代激光技術和量子光學實驗中不可或缺的; 高質量的單晶樣品通常是實驗測量和新量子效應研究的先決條件。因此，對晶體生長的研究一直備受關注。

定向附件(OA)是一個在晶體生長方面不可忽視的概念(參見背景信息)。OA通常被認為是物理過程，其中納米晶體通過界面熔合在某些方向上排列以形成更大的單晶(圖1a和1b)。由于該過程，所得晶體具有與前體納米顆粒相同的組成和相結構。

但是，通過OA流程形成新物質是否可能?

為了回答這個問題，中國科學家進行了一系列實驗，結果給出了積極的答案。

通過在水性環(huán)境中將NaHCO 3添加到Y 2(CO 3)3 ·2H 2 O納米顆粒懸浮液中，研究人員獲得了被鑒定為NaY(CO 3)2 ·6H 2 O的單晶片。類似產品((NH 4)通過向懸浮液中加入(NH 4)HCO 3得到Y(CO 3)2 ·H 2 O)。

通過使用最先進的實驗方法表征產物的形態(tài)和原子結構。結合理論計算，研究人員提供了令人信服的證據，證明合成過程的機制是一種新型的OA(圖1c)?？茖W家們將這一機制命名為“化學反應導向的附著”(CROA)。

“我們相信，CROA的發(fā)現將為新型功能材料的合成鋪平新的道路，并加深對天然礦物形成機制的理解，”ISSP工作的通訊作者秦曉英說。