Nature：面心立方电子衍射图样中散射强度的起源

一、【导读】

近年来，多主元素合金中的短程有序(SRO)和中期有序(MPEAs)已成为许多研究和论文的主题。这些组分的综合性质可以产生各种复杂的局部原子构型，这取决于合金的成分及其加工条件。这通常被认为是设计体心立方和面心立方合金的关键途径。但是要明确地证明SRO的存在是很困难的，因为它倾向于在电子和X射线衍射图中产生更弱和更漫射的衍射强度。在高原子级复杂的样品中，解释电子衍射图案中的散射强度极具挑战，正如多主元素合金的情况一样。例如，简单面心立方 (fcc) 及其相关合金的电子衍射图中，散射强度归因于短程有序、中程有序或各种不同的{111}晶面缺陷，包括薄孪晶、薄六方密排层、Relrod尖峰，以及不完全的ABC堆垛。

二、【成果掠影】

近日，巴西圣保罗大学Francisco Gil Coury和美国科罗拉多矿业大学Michael Kaufman研究团队证明了许多这些散射强度均归因于高阶劳厄区(Laue zones)反射。在许多简单面心立方材料（包括CdTe、纯Ni和纯Al）中，沿着许多不同带轴显示了类似的特征。基于电子衍射理论解释了这些散射强度，并表明计算投影高阶劳厄区反射强度很好地匹配了实验观测，并作为偏离其布拉格条件的函数，还证明了这些强度在这些简单面心立方材料中普遍存在。最后提供了系统框架确定散射强度的性质和位置，证明短程有序或中程有序的存在。相关研究成果以“On the origin of diffuse intensities in fcc electron diffraction patterns”为题发表在Nature上。

三、【核心创新点】

在简单面心立方结构及相关合金中电子衍射模式中的扩散强度实际上是由于高阶劳厄区反射所致

四、【数据概览】

图1简单fcc相的选区电子衍射图（SADPs）© 2023 Springer Nature

图2 埃瓦尔德球，零阶劳厄带（ZOLZ）和一阶劳厄带（FOLZ）投影 © 2023 Springer Nature

图3从[112]到[111]晶向的倾斜实验

图4距离000的FOLZ投影强度© 2023 Springer Nature

图5(11 )反射的强度分布图© 2023 Springer Nature

五、【成果启示】

综上所述，该项工作对具有高原子级复杂性的多主元素合金中电子衍射模式中的扩散强度进行了解释和分析，并表明，在简单面心立方结构及相关合金中，许多扩散强度实际上是由于高阶劳厄区反射所致。此外，通过电子衍射理论的解释和计算，研究阐明了这些强度的普遍性，并提出了一套确定短程有序或中程有序存在的框架。该发现为材料科学领域中的合金结构分析提供了新的理论基础。

文献链接：

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

本文由小艺撰稿