觀察強電場如何影響原子,瑞典科學家意外讓黃金表面在室溫下熔化

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 22 日 15:40 | 分類 材料 , 自然科學 follow us in feedly

黃金熔點約是攝氏 1,064 度,儘管不算非常高但也不是隨意可達到的溫度,但瑞典查爾摩斯工學院(Chalmers University of Technology)研究人員近日一次實驗中,意外讓黃金表面在室溫下熔化。



這項實驗中,查爾摩斯物理系的 Ludvig de Knoop 在穿透式電子顯微鏡(TEM)下放置了一小塊金子,最高放大倍率下觀察時,Ludvig de Knoop 將電場逐漸增強到非常高,他希望能看到這如何影響金原子。

當他研究顯微鏡記錄下的原子時,看到了令人驚訝的事。金的表面層已經熔化──就在室溫下。Ludvig de Knoop 表示,他對這項發現非常震驚。「這是一種非比尋常的現象,提供我們對黃金全新的基礎認知」。

但金表面層為何會融化?據了解,這是因為在電場影響下,金原子「興奮」起來,隨著有序結構突然失去,表面的金原子幾乎釋放了彼此間的所有聯繫。進一步的實驗中,研究人員甚至發現透過電場,讓金在固體和熔融(molten)結構間切換也有可能。

透過理論計算,研究人員認為,黃金表面熔化或許可視為拓樸研究領域的「低維相變」(low-dimensional phase transition),研究人員正在研究這種可能性。

無論如何,這種金表面熔化的能力可實現各種新穎的實際應用,查爾摩斯物理系教授 Eva Olsson 指出,隨著人們可控制、改變表面原子層的性質,這將為不同類型的應用打開大門。

「這項技術可應用於不同類型的感測器、催化劑和電晶體,對於非接觸零件來說,可能也有發展全新概念的機會。」

這項研究已經刊登在《Physical Review Materials》期刊。

(首圖圍事來源:Chalmers University of Technology/Alexander Ericson

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