东京大学 信用:林恩·格雷林/公共领域 东京大学工业科学研究所的一组研究人员使用先进的电子光谱学和计算机模拟来更好地理解铝硅酸盐玻璃的内部原子结构
他们在相分离区域的铝原子中发现了复杂的配位网络
这项工作可能为智能设备触摸屏的眼镜改进开辟了可能性
随着对智能手机、平板电脑和太阳能电池板的需求增加，对更高质量、更坚韧、更透明的玻璃的需求也将增加
这些应用的候选材料之一叫做铝硅酸盐玻璃，它由铝、硅和氧组成
与所有非晶材料一样，玻璃并不形成简单的晶格，而是更像无序的“冷冻液体”
“然而，科学家们尚未分析的复杂结构仍然可以在它们之间形成
现在，东京大学的一组研究人员利用电子能量损失精细结构光谱学和扫描透射电子显微镜揭示了由50%氧化铝和50%二氧化硅制成的玻璃中原子的局部排列
“我们选择研究这个系统，是因为众所周知，它可以分阶段进入富铝和富硅区域，”第一作者廖昆延说
当用电子显微镜成像时，一些发射的电子经历非弹性散射，这导致它们失去一些原始动能
耗散的能量根据它撞击的玻璃样品中原子或原子团的位置和类型而变化
电子损失光谱学非常敏感，足以区分四面体中配位的铝和八面体团簇中的铝
通过逐像素拟合电子能量损失精细结构谱的轮廓，以纳米精度确定各种铝结构的丰度
该团队还使用计算机模拟来解释数据
硅铝酸盐玻璃可以被制造来抵抗高温和压缩应力
这使得它们在广泛的工业和消费应用中非常有用，例如触摸显示器、安全玻璃和光伏电池，”资深作者沟口泰哉说
因为硅铝酸盐也是天然存在的，这项技术也可以用于地质研究
这项工作发表在《物理化学快报》杂志上，名为“用STEM-EELS揭示分相铝硅酸盐玻璃中铝配位物种的空间分布”
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