Добавить новость
smi24.net
News in English
Июнь
2024

Understanding The Atomic Density Fluctuations In Silica Glass

0

In materials science, particularly in the study of glasses, the intermediate range order (IRO) is one of the most intriguing research areas owing to its significant influence over the physical properties of glasses. The IRO refers to the structural arrangement of atoms beyond the short-range order (atomic arrangement within a few atomic distances) but shorter than the long-range order (arrangement patterns over macroscopic distances). Notably, for covalent glasses, the IRO is marked by atomic density fluctuations.

Scattering experiments provide a distinct signature of IRO. In these experiments, high-energy beams like X-rays and neutron beams are scattered by the atoms of a sample. The scattered waves then interfere constructively or destructively, resulting in bright or dark spots respectively. The bright spots are called diffraction peaks. For IRO in covalent glasses, a distinct diffraction peak called the first sharp diffraction peak (FSDP) has been observed. Various interpretations for the origin of FSDP have been proposed, including quasilattice planes, which are atomic planes that have some repeating patterns, or the presence of interstitial voids, which are gaps in the atomic arrangement. However, the direct experimental observation of these atomic density fluctuations has remained elusive.

In a new study, a team of researchers from Japan, led by Professor Akihiko Hirata from the Department of Materials Science at Waseda University and including Professor Motoki Shiga from Tohoku University and Dr. Shinji Kohara from the National Institute of Materials Science, has employed an innovative technique to directly observe the origin of FSDP and the atomic density fluctuations in silica (SiO2) glass. “We combined our angstrom-beam electron diffraction (ABED) technique, which we previously employed for observing atomic-scale structures in various glass materials, with an energy filter device to successfully observe the diffraction peaks related to FSDP and the related atomic arrangements of SiO2 glass,” explains Prof. Hirata. Their study was published in the journal NPG Asia Materials.

In the study, the researchers first conducted ABED experiments with an energy filter device on a thin SiO2 glass sample, obtaining clear diffraction patterns associated with FSDP. Next, to understand its origin, they conducted virtual ABED experiments using a structural model of SiO2, developed through molecular dynamics and Monte Carlo simulations. This model could reproduce the high-energy X-ray and neutron scattering experiments, including FSDPs of real samples, verifying the validity of the model. The virtual ABED experiments conducted on the model produced similar diffraction patterns as real experiments. The researchers then extracted the atomic arrangements that generated these patterns from the structural model.

Analysis revealed that the periodic atomic density fluctuations corresponding to FSDP originated from alternating arrangements of chain-like columnar atomic configurations and interstitial tube-like voids. Notably, the tube-like voids were limited to a length of two nanometers. The columnar arrangements formed pseudo-two-dimensional atomic planes, providing a more specific description of the quasilattice planes. Furthermore, while these local structures did not precisely correspond to crystals which exhibit consistently ordered atomic structures throughout the material, they displayed partially similar features. These findings provide important insights into the IRO of glasses.

Prof. Hirata emphasizes the potential applications of glass materials, particularly in batteries as anode materials or solid-state electrolytes: “The fundamental insights into atomic density fluctuations gained from this study can contribute to accelerating the development of these materials, leading to improvements in battery performance.”

Overall, this research advances our understanding of the atomic structure of glasses, providing new directions for material control and development.








Героическое участие армян в СВО. Часть шестнадцатая

Реальных изменений в политике Кремля на Южном Кавказе нет

«REC. Гран-При Авторадио»: гонка на выносливость снова в Москве

К доктору – без страха: сеть клиник «Будь Здоров» представила VR-решения для детского здоровья


Report: AC Milan’s Christian Pulisic set to team up with $87 million Manchester United star

OpenAI launches GPT-5, its most powerful AI yet—will it be enough to stay ahead in today’s ruthless AI race? 

Trump’s threatened 40% tariff on ‘transshipped’ goods tries to target China and its manufacturing strength

Cameroon star has said yes to Man Utd transfer but Red Devils face hurdle


Где в России водители используют европротокол чаще всего

Универсальный ТСД промышленного класса Saotron RT-T40X V.2

Героическое участие армян в СВО. Часть шестнадцатая

Белые сны Турчасово...


Mafia: The Old Country получила положительные оценки в Steam

Находи идеальные места для персонажей-фигурок в «Is This Seat Taken?»

Обзор на мобильную версию A Game About Digging A Hole

DeepMind CEO makes big brain claims, saying AGI could be here within 'five to 10 years' and cause humanity to experience widespread change that's '10 times bigger than the Industrial Revolution, and maybe 10 times faster'



Наталья Рудик назначена директором по продуктам ERM и BPM в компании «НЕКСТБИ»

Стало известно, как выглядит любимая квартира Татьяны Булановой

ГК «КОРТРОС» — в числе лидеров страны по объему ввода жилья

Спецназ Росгвардии провел тактико-специальное занятие в полевых условиях в Подмосковье


Героическое участие армян в СВО. Часть шестнадцатая

В костюме бегемота: зоопарк в Таиланде креативно отработал побег животного

На Ставрополье 13 авиарейсов задержано и два отменено

ГК «КОРТРОС» — в числе лидеров страны по объему ввода жилья


В Москве прощаются с народным артистом России Владимиром Сафроновым

Атлантический циклон обрушит дожди на центральную Россию на выходных

В Москве за взятку арестовали оперуполномоченного спецподразделения МВД

День победы русского флота под командованием Петра Первого над шведами у мыса Гангут


Вероника Кудерметова продолжает борьбу, преодолев первый круг турнира в Цинциннати

Теннисист номер один мира прошёл отбор на итоговое соревнование ATP

Кудерметова без проблем вышла во второй круг турнира в Цинциннати

Хачанов поднялся до 12-й позиции в мировом рейтинге ATP


Собянин: Около 13 млн деревьев и кустарников высадили в Москве за 13 лет

Turkish Airlines: задержанный багаж из Антальи прибыл в Москву благополучно

Сможет ли «Динамо» выиграть в Сочи? «Сочи» — «Динамо»: прогноз и ставка

Как и зачем на Руси проводили женские кулачные бои


Музыкальные новости

Суд Москвы взыскал с рэпера Тимати долг по взносам на капитальный ремонт

Фронтмен Black Sabbath Оззи Осборн умер в 76 лет от прогрессирующей болезни

Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

Банкротство Светланы Шпигель: арестованы часы и украшения от Баскова


При участии спецназа Росгвардии в Москве задержаны 300 нарушителей миграционного законодательства (видео)

Спецназ Росгвардии провел тактико-специальное занятие в полевых условиях в Подмосковье

Наталья Рудик назначена директором по продуктам ERM и BPM в компании «НЕКСТБИ»

Стало известно, как выглядит любимая квартира Татьяны Булановой


Карточка Артиста. Карточка артиста яндекс. Карточка артиста яндекс музыка.

«Навсегда в наших сердцах»: Нюша рассказала о потере бабушки

В Москве прошла премия «Триумф Года»

При содействии спецподразделения Росгвардии в Подмосковье пресечены нарушения миграционного законодательства (видео)


Специалист объяснил, как обновить данные в ОСАГО после получения новых водительских прав

LEPAS L4 дебютирует за рубежом, открывая молодежи во всем мире новый путь к «изысканной жизни и приятным путешествиям» 

«Поехали!» Собянин открыл новую развязку рядом с «Корниловской»

В Москве росгвардейцы пришли на помощь пострадавшему в ДТП велосипедисту (видео)


Путин подчеркнул важность престижности сельскохозяйственных профессий

В США призвали к действиям после заявления Трампа о Путине

Место встречи Путина и Трампа стало главной новостью в международных СМИ

Кремль и Белый дом анонсируют встречу Путина и Трампа на Аляске 15 августа




Роспотребнадзор дал рекомендации по снижению вероятности инфаркта

Пластический хирург Софья Абдулаева: для чего нужна искусственная кожа и чем она может помочь

В России введут проверки репродуктивного здоровья у детей

Собянин: В Коммунарке открылся новый филиал поликлиники «Троицкая»


В Киеве пришли в ярость после слов Зеленского об СВО

Раскрыто, что ждет Киев после утреннего "нет" Зеленского

Трамп может вынудить Владимира Зеленского пойти на уступки в переговорах

Раскрыто, что ждет Киев после утреннего «нет» Зеленского


Ленгоры. Моя история

Гвардиола объяснил причины отсутствия Родри в начале сезона Премьер-лиги

Овечкина и других русских хоккеистов хотели выгнать из НХЛ

«REC. Гран-При Авторадио»: гонка на выносливость снова в Москве


Лукашенко: Белоруссия не договаривается с США за спиной у России

Лукашенко рассказал об отношениях с Китаем

Лукашенко заявил, что у России и Белоруссии достаточно вооружения для ведения боевых действий

Лукашенко: Минск не использует нелегалов, чтобы навредить Евросоюзу


«Поехали!» Собянин открыл новую развязку рядом с «Корниловской»

Собянин: Около 200 социальных объектов будет построено в Москве в ближайшие годы

Сергей Собянин рассказал, как в Москве выбирают деревья для озеленения города

Собянин сообщил об уничтожении второго беспилотника над Москвой


Гарбузов: на форуме-фестивале «Территория будущего. Москва 2030» столица расскажет о развитии экологичного транспорта

В пятницу на большей части Подмосковья ожидается II класс пожарной опасности

РАН: полярные сияния могут быть видны в Москве и Петербурге

Дмитриев выступил за укрепление сотрудничества России и США в Арктике


В Москве прощаются с народным артистом России Владимиром Сафроновым

Сможет ли «Динамо» выиграть в Сочи? «Сочи» — «Динамо»: прогноз и ставка

Анна Яковлева: «Не бывает одинаковых пациентов»

В гостях у Глюкозы: роскошная квартира певицы в центре Москвы — экскурсия по стильному и уютному интерьеру


Защищённый планшет промышленного класса Saotron RT-W11

Льготные ипотеки на Дальнем Востоке активно получают участники СВО и сотрудники ОПК

Чёрный день календаря. 8 августа: Архангельская трагедия. Как ошибка пилота погубила рейс Як-40

В Алтайском крае не будут проводить проверку на предмет чрезмерного роста тарифов на ЖКУ


Аренда квартир в июле 2025 года: за сколько можно снять жильё в Симферополе и Севастополе?

Поезда в Крым меняют маршруты и график

В Калининском районе Краснодарского края фрагменты дронов повредили контактную сеть на железной дороге между станциями Величковка и Ангелинская, сообщил оперштаб региона

Анастасия Гридчина: В Симферополе, в стенах гостеприимного Дома дружбы народов, состоялась торжественная презентация военно-патриотических изданий, увидевших свет в 2025 году благодаря усилиям Медиацентра им. И. Гаспринского


Задержаны пятеро подозреваемых в ограблении отделения почты в Москве на 5 млн

Атлантический циклон обрушит дожди на центральную Россию на выходных

В гостях у Глюкозы: роскошная квартира певицы в центре Москвы — экскурсия по стильному и уютному интерьеру

Собянин: Около 13 млн деревьев и кустарников высадили в Москве за 13 лет














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *