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测定非晶固体的三维原子结构( Determining the three-dimensional atomic structure of an amorphous solid )
Y Yang J Zhou F Zhu Y Yuan J Miao
非晶固体如玻璃、塑料和非晶薄膜在我们的日常生活中无处不在，从电信到电子和太阳能电池都有广泛的应用1-4。然而，由于缺乏长程有序性，非晶固体的三维(3D)原子结构至今仍无法直接实验测定5-15。在这里，我们发展了一种原子电子层析重建方法来实验确定非晶固体的三维原子位置。利用一种多元玻璃形成合金作为原理证明，我们定量地表征了三维原子排列的中短程有序性。我们观察到，尽管短程有序的三维原子堆积在几何上是无序的，但一些短程有序结构相互连接形成类晶体超团簇并产生中程有序。我们在非晶样品中识别出四种类型的类晶中程有序--面心立方、六方密排、体心立方和简单立方--共存于非晶样品中，呈现平移而不是取向有序。这些观察结果提供了直接的实验证据来支持金属玻璃有效团簇堆积模型的一般框架10，12-14，16。我们期望这项工作将为广泛的非晶固体的三维结构的确定铺平道路，从而改变我们对非晶材料和相关现象的基本认识。
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