單一元素準晶的突破性進展

單一元素準晶的突破性進展
國立臺灣大學科學教育發展中心陳藹然博士

日本中央大學新聞2013年12月3日訊

還記得2011年諾貝爾化學獎的得獎研究嗎？以色列化學家丹尼‧謝西曼 (Daniel Shechtman)以準晶體（quasicrystal）的發現，改變了世人對晶體的傳統定義，原來只要原子遵守某種規律排列形成的固體就是晶體，不論是不是有週期性的重複。但是在謝西曼教授的研究中，以合金、高分子或奈米粒子為主，並沒有觀察到單一元素構成的準晶。

準晶和一般晶體不同之處在於，準晶具有5邊形或10邊形的原子排列結構，其結構排列內含黃金比例與費式數列，顯現出另一種「沒有重複的規律性」的美。此外，由於準晶結構的特殊性，加上准晶內化學組成的複雜性，晶體穩定度和特殊物質性質等，依舊迷霧重重。因此，科學家希望回到最簡單的狀態，如果能得到由單一元素組成的準晶，也許就能更加清楚瞭解準晶。

(圖片來源：維基百科)

2013年11月英國利物浦大學和日本中央大學、東北大學組成的研究團隊發表了「鉛準晶」的研究在Nature Communications。他們以蒸鍍法，讓鉛準晶成功生長在銀-銦-鐿（Ag-In-Yb）準晶結構基板上，得到只有一層原子厚度的「鉛準晶膜」。這個突破性的準晶研究，讓單一元素準晶的合成往前邁出一大步，今後對於準晶的物理性質、構造發現機制等方面，將更上一層樓。

參考資料

1. http://www.chuo-u.ac.jp/research/institutes/science/news/2013/12/10938/
2. http://www.nature.com/ncomms/2013/131104/ncomms3715/full/ncomms3715.html
3. 【解讀2011諾貝爾化學獎】具有黃金比例的晶體/highscope/?p=40141