非晶质查看源代码讨论查看历史
非晶质（英语：Amorphous solid），在凝聚态物理和材料科学中，表无定形的或非结晶固体是固体缺少该长程有序是一个的特性晶体。在一些较早的书中，该术语与玻璃同义使用。如今，“玻璃状固体”或“无定形固体”被认为是最重要的概念，而玻璃则是更特殊的情况：玻璃是显示出玻璃化转变的无定形固体。[1]聚合物通常是无定形的。其他类型的无定形固体包括凝胶，薄膜和纳米结构材料，例如玻璃。
概述
基本结构
非晶材料具有由相互连接的结构块制成的内部结构。这些嵌段可以类似于在相同化合物的相应结晶相中发现的基本结构单元。[2]材料是液体还是固体主要取决于其基本结构单元之间的连通性，因此，固体的特征在于高度的连通性，而流体中的结构性嵌段具有较低的连通性。[3]
广泛用于制药业
在制药工业中，由于无定形相的高溶解度，无定形药物的生物利用度高于其结晶对应物。此外，某些化合物可能会以其无定形形式在体内发生沉淀，如果一起给药，它们会降低彼此的生物利用度。[4][5]
奈米结构材料
由于化学键的本质，甚至无定形材料在原子长度尺度上也具有一些短程有序。此外，在非常小的晶体中，很大一部分原子是晶体。表面的松弛和界面效应使原子位置变形，从而降低了结构顺序。即使是最先进的结构表征技术，例如X射线衍射和透射电子显微镜，也难以在这些长度尺度上区分非晶和晶体结构。
非晶薄膜
非晶相是薄膜的重要组成部分，它们是沉积在基板上的几奈米到几十微米厚的固体层。开发了所谓的结构区模型，以描述薄膜的微结构和陶瓷作为同源温度 T h的函数，该同源温度T h是沉积温度与熔化温度的比率。[6]根据这些模型，非晶相出现的必要（但不充分）条件是T h必须小于0.3，即沉积温度必须低于熔化温度的30％。对于更高的值，沉积的原子种类的表面扩散将允许形成具有长程原子序的微晶。
研究
关于它们的应用，非晶金属层在Buckel和Hilsch 发现非晶金属中的超导性中起著重要作用。[7]非晶态金属（包括非晶态金属薄膜）的超导性现在被认为是由于声子介导的库珀配对，并且结构紊乱的作用可以基于超导性的强耦合Eliashberg理论而合理化。[8]如今，由TiO 2，SiO 2，Ta 2 O 5制成的光学涂层等等，并且它们的组合在大多数情况下由这些化合物的无定形相组成。对作为气体分离膜层的非晶态薄膜进行了大量研究。[9]技术上最重要的非晶薄膜很可能由在金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的导电通道上方用作隔离器的几奈米SiO 2薄层表示。同样，氢化非晶矽，简称a-Si：H，对薄膜太阳能电池具有技术意义。如果是a-Si：H，则矽原子之间缺少的长程有序部分地由百分比范围内的氢的存在引起。
有趣现象
非晶相的出现被证明是研究薄膜生长特别感兴趣的现象。[10]值得注意的是，通常使用多晶膜的生长方法，并在其之前形成初始非晶层，该非晶层的厚度仅为几纳米。研究最多的例子是薄的多晶矽薄膜，例如未取向的分子。在许多研究中观察到初始非晶层。楔形多晶体通过透射电子显微镜鉴定仅在非晶相超过一定厚度后才能从非晶相中生长出来，非晶相的精确值取决于沉积温度，背景压力和各种其他工艺参数。该现像已在奥斯特瓦尔德的阶段法则的框架中得到了解释，该法则预测了相的形成随著凝结时间的增加而趋于稳定。[11]对这种现象的实验研究需要清晰定义基板表面及其污染物密度等状态，然后在该状态下沉积薄膜。
视频
参考资料
- ↑ J. Zarzycki：韦尔（Les verres）et l'étatvitreux。巴黎：马森1982年
- ↑ 非晶相和结晶相之间的相似性：TiO 2的情况”J.物理 化学 来吧
- ↑ 无序氧化物体系中的连接性和玻璃化转变”J.非晶体 固体
- ↑ pH诱导的弱碱性化合物的沉淀行为：使用电位滴定法确定其过饱和程度和持续时间，并将其与固态性质相关联药物研究
- ↑ 无定形药物制剂的最新进展先进的药物递送审查
- ↑ 设备的几何形状和沉积条件对厚溅射镀膜的结构和形貌的影响J.瓦克/科学/技术
- ↑ 超视距和广角中子Zinn-Wismut-LegierungenZ.物理学
- ↑ 强耦合非晶材料中超导的有效理论（PDF）物理评论B
- ↑ 用于气体分离的高选择性，高通量矽胶膜科学
- ↑ 非晶碳化铬薄膜的电子结构和化学键合J.物理凝结/事项
- ↑ 薄膜生长过程中的非晶晶体相变：微晶矽的情况（PDF）物理版本B