Nature：面心立方電子衍射圖樣中散射強度的起源

一、【導讀】

近年來，多主元素合金中的短程有序(SRO)和中期有序(MPEAs)已成為許多研究和論文的主題。這些組分的綜合性質可以產生各種復雜的局部原子構型，這取決于合金的成分及其加工條件。這通常被認為是設計體心立方和面心立方合金的關鍵途徑。但是要明確地證明SRO的存在是很困難的，因為它傾向于在電子和X射線衍射圖中產生更弱和更漫射的衍射強度。在高原子級復雜的樣品中，解釋電子衍射圖案中的散射強度極具挑戰，正如多主元素合金的情況一樣。例如，簡單面心立方 (fcc) 及其相關合金的電子衍射圖中，散射強度歸因于短程有序、中程有序或各種不同的{111}晶面缺陷，包括薄孿晶、薄六方密排層、Relrod尖峰，以及不完全的ABC堆垛。

二、【成果掠影】

近日，巴西圣保羅大學Francisco Gil Coury和美國科羅拉多礦業大學Michael Kaufman研究團隊證明了許多這些散射強度均歸因于高階勞厄區(Laue zones)反射。在許多簡單面心立方材料（包括CdTe、純Ni和純Al）中，沿著許多不同帶軸顯示了類似的特征。基于電子衍射理論解釋了這些散射強度，并表明計算投影高階勞厄區反射強度很好地匹配了實驗觀測，并作為偏離其布拉格條件的函數，還證明了這些強度在這些簡單面心立方材料中普遍存在。最后提供了系統框架確定散射強度的性質和位置，證明短程有序或中程有序的存在。相關研究成果以“On the origin of diffuse intensities in fcc electron diffraction patterns”為題發表在Nature上。

三、【核心創新點】

在簡單面心立方結構及相關合金中電子衍射模式中的擴散強度實際上是由于高階勞厄區反射所致

四、【數據概覽】

圖1簡單fcc相的選區電子衍射圖（SADPs）? 2023 Springer Nature

圖2 埃瓦爾德球，零階勞厄帶（ZOLZ）和一階勞厄帶（FOLZ）投影 ? 2023 Springer Nature

圖3從[112]到[111]晶向的傾斜實驗

圖4距離000的FOLZ投影強度? 2023 Springer Nature

圖5(11 )反射的強度分布圖? 2023 Springer Nature

五、【成果啟示】

綜上所述，該項工作對具有高原子級復雜性的多主元素合金中電子衍射模式中的擴散強度進行了解釋和分析，并表明，在簡單面心立方結構及相關合金中，許多擴散強度實際上是由于高階勞厄區反射所致。此外，通過電子衍射理論的解釋和計算，研究闡明了這些強度的普遍性，并提出了一套確定短程有序或中程有序存在的框架。該發現為材料科學領域中的合金結構分析提供了新的理論基礎。

文獻鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06530-6

本文由小藝撰稿