견고한 재료에서 일련의 초고속 X- 선 펄스를 비추어 과학자들은 전례없는 세부 사항으로 녹는 엄청나게 빠른 과정을 포착 할 수있었습니다. 그들의 연구 결과는 자연 물리학 저널에보고됩니다.
용융은 고체가 액체로 변할 때 발생하는 위상 전이입니다. 원자 나 분자 사이의 결합이 파괴되는 복잡한 과정입니다. 원자 수준에서 용융 과정을 연구함으로써 과학자들은 물질의 근본적인 행동에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
이 실험은 캘리포니아 멘로 파크에있는 스탠포드 선형 가속기 센터에 위치한 프리-전자 레이저 인 Linac Coherent 광원 (LCL)에서 수행되었다. LCLS는 원자 수준에서 재료를 조사하는 데 사용될 수있는 매우 밝고 짧은 엑스레이를 생성합니다.
실험에서, 연구원들은 반도체 재료 인 실리콘의 얇은 표적에서 X- 선 펄스를 지시했다. 그런 다음 산란 된 X- 레이를 분석하여 실리콘이 녹을 때 원자 배열을 결정했습니다.
결과는 용융 과정이 실리콘 표면에 작은 액체 액 적의 형성으로 시작한다는 것을 보여 주었다. 그런 다음이 액 적은 자라서 결국 합쳐져 액체 층을 형성합니다. 전체 용융 과정은 1 억 1 천 분 미만으로 발생했습니다.
연구원들은 또한 용융 과정이 실리콘 격자에서 결함의 존재에 의해 영향을 받는다는 것을 관찰했다. 이들 결함은 액체 액 적의 형성을위한 핵 생성 부위로서 작용한다.
SLAC National Accelerator Laboratory의 Philip H. Bucksbaum이 이끄는 연구팀은 미세 전자 공학, 부가 제조, 3D 프린팅, 고 에너지 밀도, 지구 과학 및 핵 astphysics를 포함한 분야의 융합 역학을 활용함으로써 현재의 산업 재료 및 기술 개선을 포함하여 실제 산업 재료 및 기술 개선을 포함하여 이러한 통찰력의 중요성을 설명합니다.
과학자들은 그들의 발견이 용융에 내성이 있거나 특정 용융점이있는 새로운 재료를 개발하는 데 사용될 수 있다고 말합니다. 그들은 또한 그들의 작업이 화산 폭발과 같은 지질 학적 과정에 대한 이해를 향상시키는 데 도움이 될 수 있다고 믿는다.
