明尼苏达大学 明尼苏达大学的研究人员在研究一种叫做锡酸锶的薄膜材料时，注意到了令人惊讶的纳米尺度棋盘图案的形成，这种图案类似于用昂贵的多步工艺制造的结构
他们的结果显示了设计类似的自组装结构的现实可能性，这种结构在电子和光学器件材料中有着广泛的应用
学分:明尼苏达大学贾兰集团 明尼苏达大学双城研究人员领导的一个团队发现了一种开创性的一步到位的方法来创造具有独特性质的材料，称为超材料
他们的研究结果显示了设计类似的自组装结构的现实可能性，这种结构有可能创造出在电子和光学器件中广泛应用的“定制”纳米结构
这项研究发表在《纳米快报》的封面上，这是一份由美国化学学会出版的同行评议的科学杂志
一般来说，超材料是在实验室中制造的材料，以提供特定的物理、化学、电学和光学特性，否则这些特性在天然材料中是无法找到的
这些材料具有独特的性能，非常适合从滤光器和医疗设备到飞机隔音和基础设施监控的各种应用
通常，这些纳米尺度的材料是在一个专门的洁净室环境中，经过数天或数周的多步制造过程精心制作而成的
在这项新的研究中，明尼苏达大学的一个小组正在研究一种叫做锡酸锶或氧化锶的薄膜材料
在他们的研究中，他们注意到了纳米尺度的棋盘图案的惊人形成，类似于在昂贵的多步工艺中制造的超材料结构
该研究的资深作者、明尼苏达大学化学工程与材料科学系的壳牌主席、材料合成专家巴拉特·贾兰说:“起初我们认为这一定是个错误，但很快就意识到周期模式是同一种材料的两种不同晶体结构的混合。”
“在咨询了明尼苏达大学、佐治亚大学和纽约城市大学的同事后，我们意识到我们可能已经发现了一些非常特别的东西，可能会有一些独特的应用
" 当材料从一个相转变到另一个相时，它自发地组织成有序的结构
在所谓的“一级结构相变”过程中，材料进入混合相，其中系统的某些部分完成了相变，而其他部分没有完成
“这些纳米级的周期性图案是这种材料中一级结构相变的直接结果，”明尼苏达大学航空航天工程和力学教授理查德·詹姆斯说，他是这项研究的合著者，也是著名的麦克奈特大学教授
“我们的工作第一次为纳米电子和光子系统利用可逆结构相变提供了大量可能性
" 事实上，该团队展示了有史以来第一个自组装、可调纳米结构的过程，只需一步就能制造超材料
研究人员能够利用温度和激光波长来调整在单个薄膜中存储电荷的能力
他们有效地创造了一种效率高达99%的可变光子晶体材料
利用高分辨率电子显微镜，研究人员证实了这种材料的独特结构
“我们观察到，这些结晶相之间的边界在原子尺度上被清晰地定义了，这对于自组装过程来说是非常显著的，”安德烈·姆霍扬教授说，他是这项研究的合著者，也是先进电子显微镜的专家
玛丽·特呢
明尼苏达大学化学工程和材料科学系约翰逊/梅恩塑料教授
研究人员现在正在寻找它们在光学和电子设备中的未来应用
“当我们开始这项研究时，我们从未考虑过这些应用
贾兰说:“我们被材料物理的基础研究所驱使。”
“现在，突然之间，我们似乎打开了一个全新的研究领域，这是由许多令人兴奋的新应用的可能性推动的
"
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