以色列科学家Daniel Shechtman因发现准晶体 获得 2011诺贝尔化学奖

Jpgcs 于 2011年10月5日 23:25 发表

10月5日,瑞典皇家科学院称,以色列化学家Daniel Shechtman独得2011年诺贝尔化学奖。以表扬他发现了准晶体。准晶体是一种介于晶体与非晶体之间的固体。

Daniel Shechtman,1941年生人,是出生于特拉维夫的以色列材料科学家,任以色列理工学院菲利普托比亚斯材料科学教授、美国能源部能源埃姆斯实验室助理、艾奥瓦州立大学材料科学教授。1982年发现二十面体相,开辟了准晶体研究的新领域。

Quasicrystal,准晶体,亦称为拟晶,是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有完全有序的结构,然而又不具有晶体所应有的平移对称性,因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。

准晶体是其中原子的排列存在5次和6次以上对称轴的一种特殊的晶体。它既不同于非晶体,也不同于真正完整的晶体。晶体为具有平移对称的固体,即整个晶体中原子的排列都是很规则。三维晶体不可能具有5次和6次以上的对称轴,此点可由晶体学限制定理证明。而非晶体是短程有序、长程无序的固体,即在小范围内原子的排列是规则(有序)的,但在大范围内是不规则(无序)的。

一种典型的准晶体结构是三维空间的彭罗斯拼图(Penrose)。二维空间的彭罗斯拼图由内角为36度、144度和72度、108度的两种菱形组成,能够无缝隙无交叠地排满二维平面。这种拼图没有平移对称性,但是具有长程的有序结构,并且具有晶体所不允许的五次旋转对称性。

1984年,Shechtman在快速冷却的 Al4Mn 合金中发现了一种新的相,其电子衍射斑具有明显的五次对称性,并推测这种结构具有三维空间的彭罗斯拼图结构。这一发现在当时曾经震动了凝聚态物理学界,

后来在许多复杂的合金中也发现了这一现象。

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分类: 基础科学学术研究

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