新计算技术：揭开隐藏晶体结构的神秘面纱

来自 实验室仪器网

研究小组开发了一种创新的计算方法，可以有效地确定多相材料（由多种晶体类型组成的粉末）的晶体结构。该研究结果发表在《化学物理学杂志》上。

该方法直接从粉末X射线衍射图预测结构，当X射线穿过速溶咖啡颗粒大小的晶体时会产生这种衍射图。与传统方法不同，该方法不需要“晶格常数”，并且可以分析以前无法处理的实验数据。因此，它为发现新的材料相和推进材料开发提供了一种有价值的工具。

许多材料可以在同一固态中以多种晶体结构或“相”存在。了解这些结构对于分析材料特性和开发新材料至关重要。然而，传统方法依赖于“晶格常数”，这是每个晶体独有的属性。

这种方法需要事先了解晶体，因此在无法准确知道晶格常数的情况下，分析现有实验数据非常困难。因此，未发现的晶体结构可能隐藏在已有数据中。

现实世界的晶体结构极其多样。它们是自然界最深的奥秘之一。我们认为，通过开发我们自己的确定未知晶体结构的方法，我们可以在某种程度上一窥自然界奥秘的深度。

传统方法采用多种方法，但通常计算量很大。为了解决这个问题，研究人员开发了一种能够直接从实验数据进行预测的方法。他们的模型基于分子动力学，通过计算原子间力来模拟原子运动。通过整合实验X射线衍射数据，他们改善了模拟与实验观察之间的一致性。

研究人员通过将该方法应用于经过充分研究的材料来验证其方法，成功再现了碳（石墨和金刚石）和二氧化硅（低石英、低方石英和柯石英）的独特晶体结构。

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