最近一篇由新南威尔士大学领导的论文发表在《自然通讯》上，提出了一种令人兴奋的新方法来聆听晶体中原子的雪崩。
当材料变形时，原子的纳米级运动导致声发射。这种所谓的噼啪声是在各种材料系统中发现的一种尺度不变的现象，是对外力或外场等外部刺激的反应。
雪崩形式的剧烈物质运动可以跨越许多数量级，并遵循幂定律描述的普遍缩放规则。这个概念最初是作为磁性材料中的巴克豪森噪声来研究的，现在被用于从地震研究和建筑材料监测到涉及相变和神经网络的基础研究的各个领域。
新南威尔士大学和剑桥大学的研究人员开发的纳米级噼啪噪声测量的新方法是基于SPM纳米压痕。
“我们的方法允许我们研究材料中单个纳米级特征的噼啪声，例如铁电体中的畴壁，”主要作者Cam Phu Nguyen博士说。“当材料变形时，这些结构周围的原子雪崩类型不同。”
该方法最吸引人的一个方面是，在压痕之前，可以通过对材料表面进行成像来识别单个纳米尺度的特征。这种差异使得以前不可能进行的新研究成为可能。
在新技术的首次应用中，新南威尔士大学的研究人员使用该方法来研究有序材料中的不连续，称为畴壁。
“一段时间以来，域墙一直是我们研究的重点。它们作为后摩尔定律电子产品的构建模块非常有吸引力，”同样来自新南威尔士大学的作者简·塞德尔教授说。“我们发现雪崩的临界指数在这些纳米尺度特征上发生了变化，导致混合临界性受到抑制，否则这种情况就会出现在畴中。”
从应用和新材料功能的角度来看，裂纹噪声显微镜为在纳米尺度上产生有关这些特征的高级知识提供了新的机会。本文对该方法的实验方面进行了讨论，并对未来的研究方向和应用前景进行了展望。
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