Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Theorie der unterkühlten Schmelze wurde bestätigt

30.04.2010
Forscher der CEA [1], des CNRS [2] und des ESRF [3] haben Schlüsselelemente für die Erklärung der Theorie der unterkühlten Schmelze gefunden. Dieses Phänomen bezeichnet den Zustand, in dem eine Flüssigkeit nicht gefriert, obwohl sie sich unter ihrer Kristallisationstemperatur befindet. Solche Erscheinungen sind beispielsweise bei Wassertropfen in Wolken zu beobachten.

Bei Unterkühlung muss die Flüssigkeit sehr rein sein und darf keine Kristallkeime enthalten. Die extreme Reinheit der Flüssigkeit verhindert die Kristallisation. Das Phänomen der Unterkühlung wurde 1724 von Fahrenheit entdeckt. Die aktuellen Theorien gehen davon aus, dass die innere Struktur von Flüssigkeiten mit der Kristallisation inkompatibel ist. Laut dieser Theorien organisieren sich die Atome in einer Fünfeck-Struktur. Für die Bildung eines Kristalls ist jedoch eine sich periodisch aufbauende Struktur erforderlich, um den Raum auszufüllen, was die fünfeckige Struktur nicht ermöglicht. Für eine Kristallisation muss die fünfeckige Struktur aufgebrochen werden, so dass sich die Atome in einer neuen Struktur anordnen können.

Bei der Untersuchung von Nanodrähten aus Gold und Silizium für die Nanoelektronik konnten die Forscher des ESRF dieses Phänomen beobachten - die Metall/Halbleiter-Legierung blieb auch unter ihrer Kristallisationstemperatur flüssig. Mit Hilfe der Synchrotronstrahlung konnten die Forscher die Fünfeck-Theorie überprüfen. Tobias Schülli, einer der Autoren der Studie, fasste die Versuche wie folgt zusammen: "Wir konnten beobachten, was in einer Flüssigkeit auf eine Oberfläche mit einer 5-Symmetrie-Struktur (wie ein Fünfeck) passiert. In diesem Fall entsteht eine starke Unterkühlung, was auf einer Oberfläche mit einer 3- oder 4-Symmetrie nicht beobachtet werden kann."

Diese Studie eröffnet neue Forschungsfelder in der Mikroelektronik und der Metallurgie.

[1] CEA: Behörde für Atomenergie und alternative Energien
[2] CNRS: Französisches Zentrum für wissenschaftliche Forschung
[3] ESRF: European Synchrotron Radiation Facility
Der vollständige im April 2010 in der Zeitschrift Natur veröffentlichte Artikel: http://sciences.blogs.liberation.fr/files/surfusion-or-silicium.pdf
Kontakte:
- Priscilla Dacher, CNRS Presse - Tel: 01 44 96 46 06 - E-Mail: priscilla.dacher@cnrs-dir.fr

- Marie Vandermersch, CEA Presse - Tel: 01 64 50 17 16 – E-Mail: marie.vandermersch@cea.fr

Quellen:
- "Pourquoi l'eau peut rester liquide à -10°C", Artikel aus dem Blog {science²} - 22.04.2010 http://sciences.blogs.liberation.fr/home/2010/04/pourquoi-leau-peut-rester-liqui...

- "Confirmation expérimentale des théories sur la surfusion ou pourquoi l'eau ne gèle pas dans les nuages" Pressemitteilung des CNRS - 21.04.2010, http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1862.htm

Redakteur: Etienne Balli, etienne.balli@diplomatie.gouv.fr

Marie de Chalup |

Weitere Berichte zu: Atom CNRS ESRF Kristallisation Kristallisationstemperatur Schmelze

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Materialforscher schicken „metallisches Glas“ zur internationalen Raumstation
08.07.2020 | Universität des Saarlandes

nachricht Robuste Materialien in Schwingung versetzt
07.07.2020 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Methode führt zehnmal schneller zum Corona-Testergebnis

Forschende der Universität Bielefeld stellen beschleunigtes Verfahren vor

Einen Test auf SARS-CoV-2 durchzuführen und auszuwerten dauert aktuell mehr als zwei Stunden – und so kann ein Labor pro Tag nur eine sehr begrenzte Zahl von...

Im Focus: Robuste Materialien in Schwingung versetzt

Kieler Physikteam beobachtet in Echtzeit extrem schnelle elektronische Änderungen in besonderer Materialklasse

In der Physik werden sie zurzeit intensiv erforscht, in der Elektronik könnten sie ganz neue Funktionen ermöglichen: Sogenannte topologische Materialien...

Im Focus: Excitation of robust materials

Kiel physics team observed extremely fast electronic changes in real time in a special material class

In physics, they are currently the subject of intensive research; in electronics, they could enable completely new functions. So-called topological materials...

Im Focus: Neues Verständnis der Defektbildung an Silizium-Elektroden

Theoretisch lässt sich das Speichervermögen von handelsüblichen Lithiumionen-Batterien noch vervielfachen – mit einer Elektrode, die auf Silizium anstatt auf Graphit basiert. Doch in der Praxis machen solche Akkus mit Silizium-Anoden nach wenigen Lade-Entlade-Zyklen schlapp. Ein internationales Team um Forscher des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung hat jetzt in einzigartiger Detailgenauigkeit beobachtet, wie sich die Defekte in der Anode ausbilden. Dabei entdeckten sie bislang unbekannte strukturelle Inhomogenitäten in der Grenzschicht zwischen Anode und Elektrolyt. Die Erkenntnisse sind in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ erschienen.

Silizium-basierte Anoden können in Lithium-Ionen-Akkus prinzipiell neunmal so viel Ladung speichern wie der üblicherweise verwendete Graphit, bei gleichem...

Im Focus: Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt

Ein internationales Team von Wissenschaftern aus Österreich, Deutschland und der Ukraine hat ein neues supraleitendes System gefunden, in dem sich magnetische Flussquanten mit Geschwindigkeiten von 10-15 km/s bewegen können. Dies erschließt Untersuchungen der reichen Physik nichtlinearer kollektiver Systeme und macht einen Nb-C-Supraleiter zu einem idealen Materialkandidaten für Einzelphotonen-Detektoren. Die Ergebnisse sind in Nature Communications veröffentlicht.

Supraleitung ist ein physikalisches Phänomen, das bei niedrigen Temperaturen in vielen Materialien auftritt und das sich durch einen verschwindenden...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Intensiv- und Notfallmedizin: „Virtueller DIVI-Kongress ist ein Novum für 6.000 Teilnehmer“

08.07.2020 | Veranstaltungen

Größte nationale Tagung für Nuklearmedizin

07.07.2020 | Veranstaltungen

Corona-Apps gegen COVID-19: Nationalakademie Leopoldina veranstaltet internationales virtuelles Podiumsgespräch

07.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Löchrige Graphenbänder mit Stickstoff für Elektronik und Quantencomputing

08.07.2020 | Materialwissenschaften

Graphen: Auf den Belag kommt es an

08.07.2020 | Materialwissenschaften

Enzyme als Doppelagenten: Neuer Mechanismus bei der Proteinmodifikation entdeckt

08.07.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics