新物质可以在晶体生长的取向附着过程中形成

2019-05-30 11:26:12 编辑：来源：

导读中国科学家已经发现，在晶体生长的取向附着(OA)过程中可以形成一种新物质，这可能为晶体生长的微观机制提供新的视角。该研究由中国科学院合

中国科学家已经发现，在晶体生长的取向附着(OA)过程中可以形成一种新物质，这可能为晶体生长的微观机制提供新的视角。

该研究由中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所(ISSP)和其他合作机构的科学家完成。它于5月29日在Matter上发表。

结晶是一种非常熟悉的物理过程，自然地和人工地发生。由此产生的产品 - 晶体 - 在现代科学技术中发挥着重要作用。例如，单晶硅在半导体工业中发挥着核心作用; 非线性光学晶体 - 例如β-BaB 2 O 4(BBO) - 是现代激光技术和量子光学实验中不可或缺的; 高质量的单晶样品通常是实验测量和新量子效应研究的先决条件。因此，对晶体生长的研究一直备受关注。

定向附件(OA)是一个在晶体生长方面不可忽视的概念(参见背景信息)。OA通常被认为是物理过程，其中纳米晶体通过界面熔合在某些方向上排列以形成更大的单晶(图1a和1b)。由于该过程，所得晶体具有与前体纳米颗粒相同的组成和相结构。

但是，通过OA流程形成新物质是否可能?

为了回答这个问题，中国科学家进行了一系列实验，结果给出了积极的答案。

通过在水性环境中将NaHCO 3添加到Y 2(CO 3)3 ·2H 2 O纳米颗粒悬浮液中，研究人员获得了被鉴定为NaY(CO 3)2 ·6H 2 O的单晶片。类似产品((NH 4)通过向悬浮液中加入(NH 4)HCO 3得到Y(CO 3)2 ·H 2 O)。

通过使用最先进的实验方法表征产物的形态和原子结构。结合理论计算，研究人员提供了令人信服的证据，证明合成过程的机制是一种新型的OA(图1c)。科学家们将这一机制命名为“化学反应导向的附着”(CROA)。

“我们相信，CROA的发现将为新型功能材料的合成铺平新的道路，并加深对天然矿物形成机制的理解，”ISSP工作的通讯作者秦晓英说。

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