Parakrystalický - Paracrystalline

Parakrystalické materiály jsou definovány tak, že mají ve své mřížce uspořádání krátkého a středního dosahu (podobné fázím tekutých krystalů ), ale postrádají uspořádání krystalů s dlouhým dosahem alespoň v jednom směru.

Pořadí je pravidelnost, ve které se atomy objevují v předvídatelné mřížce, měřeno z jednoho bodu. Ve vysoce uspořádaném, dokonale krystalickém materiálu nebo monokrystalu lze polohu každého atomu ve struktuře popsat přesně měřením z jednoho původu. Naopak v neuspořádané struktuře, jako je kapalina nebo amorfní pevná látka , lze umístění nejbližšího a možná i druhého nejbližšího souseda popsat z počátku (s určitým stupněm nejistoty) a schopnost předpovídat umístění odtud rychle klesá ven. Vzdálenost, ve které lze předpovídat umístění atomů, se označuje jako korelační délka . Parakrystalický materiál vykazuje korelaci někde mezi plně amorfním a plně krystalickým.

Primárním, nejdostupnějším zdrojem informací o krystalinitě je rentgenová difrakce a kryo-elektronová mikroskopie , i když k pozorování složité struktury parakrystalických materiálů mohou být zapotřebí jiné techniky, jako je fluktuační elektronová mikroskopie v kombinaci s modelováním hustoty stavů elektronických a vibrační stavy. Skenovací transmisní elektronová mikroskopie může poskytnout charakterizaci parakrystality v nanorozměrném materiálu v reálném a recipročním prostoru, jako jsou kvantové tečky.

Rozptyl rentgenových paprsků, neutronů a elektronů na parakrystalech je kvantitativně popsán teoriemi ideálního a skutečného parakrystalu.

Rolf Hosemannova definice ideálního parakrystalu zní: „Distribuce elektronové hustoty jakéhokoli materiálu je ekvivalentní parakrystalu, když pro každý stavební blok existuje jeden ideální bod, takže statistiky vzdáleností k jiným ideálním bodům jsou pro všechny tyto body identické .. Elektronová konfigurace každého stavebního bloku kolem jeho ideálního bodu je statisticky nezávislá na jeho protějšku v sousedních stavebních blocích. Stavební blok pak odpovídá materiálnímu obsahu buňky této „rozmazané“ vesmírné mřížky, která má být považována za parakrystal . "

Numerické rozdíly v analýzách difrakčních experimentů na základě jedné z těchto dvou teorií parakrystallinity lze často opomenout.

Stejně jako ideální krystaly, ideální parakrystaly se teoreticky rozšiřují do nekonečna. Skuteční parakrystali se naproti tomu řídí empirickým α*-zákonem, který omezuje jejich velikost. Tato velikost je také nepřímo úměrná složkám tenzoru parakrystalického zkreslení. Větší agregáty v pevném stavu se pak skládají z mikroparakrystalů.

Slova „paracrystallinity“ a „paracrystal“ vymyslel zesnulý Friedrich Rinne v roce 1933. Jejich německé ekvivalenty, např. „Parakristall“, se v tisku objevily o rok dříve. Obecná teorie parakrystalů byla formulována v základní učebnici a poté dále rozvíjena/upřesňována různými autory.

Aplikace

Parakrystalový model byl užitečný například při popisu stavu částečně amorfních polovodičových materiálů po depozici. Úspěšně byl také aplikován na syntetické polymery, tekuté krystaly, biopolymery, kvantové tečky a biomembrány.

Viz také

Reference