文章写得比较随性,大家将就着看吧 国内研究 Phason 的人寥寥无几,以至于百度百科里都没有相关的词条。关于 Phason 的中文翻译,我觉得 “ 相子 ” 或者 “ 相量子 ” 都算准确。在没有权威说法之前,姑且这么翻译吧。 Phason 是研究准晶物理性质的一个重要的概念,从上世纪八十年代开始,国外有很多晶体学家和物理学家做了大量的工作。关于 Phason 的内容,我在做博士课题时,接触了一些,也做了一些工作,深感其内容深奥庞杂,涉及到很多高级固体物理的内容,理解起来比较费力。但同时也感到其对准晶研究的重要性,所以想把自己所知的一点记录下来,以免时日一久,连这一点点也都撂下了。 维基百科关于 Phason 的定义如下: Phason isa quasiparticle existing in quasicrystals dueto their specific, quasiperiodic lattice structure. Similar to phonon ,phason is associated with atomic motion. However, whereas phonons are relatedto translation of atoms, phasons are associated withatomic rearrangements. As a result of these rearrangements, waves,describing the position of atoms in crystal, change phase, thus the termphason. The hydrodynamic theory of the quasicrystalspredicts that the conventional (phonon) strain relaxes rapidly. On thecontrary, relaxation of the phason strain is diffusive and is much slower. Therefore,metastable quasicrystals grown by rapid quenching from the melt exhibitbuilt-in phason strain associated with shifts and broadenings of X-ray and electron diffraction peaks. 翻译如下:相子是准晶中由于其特别的准周期结构而存在的一种准粒子。与声子相似,相子与原子的运动有关。但是,不同于声子与原子的平移有关,相子与原子的重新排列有关。由于原子的重排,描述晶体中原子位置的波矢的相位发生改变,所以称为“相子”。准晶的流体动力学理论预测声子张力可以很快地缓和。与此相反,相子张力的缓和则缓慢冗长。因此,通过熔体快淬制备的亚稳态准晶存在内置的相子张力,此张力伴随着 X 射线及电子衍射峰的偏移及变宽。 相子可以通过声子来理解,关于声子的介绍,可以参照百度百科: http://baike.baidu.com/link?url=hL07pAD7DpJ3_9dAMPujIq9O-N3B6kYSGpOcOqpIJwwB0kBWp0RmLCXLRpoiyw1Q4llA_YegmnpJKGJD5RPFgyk2Yb3vk6Ru5zWw18-ZUCm 。首先,相子也是一种准粒子,即它有粒子的性质,但实际上并不存在。类似于为了描述电流而创造的“空穴”的概念,相子的产生是为了描述准晶内由于准周期结构而产生的“相”的变化。实际上相子的定义最初并不是用于研究准晶,而是准晶被发现后,开始在准晶研究中获得应用。广义上来说,所有的非周期晶体( aperiodic crystal ,没找到相应的翻译,姑且这么叫)内都存在相子。甚至在普通晶体内( Tsai 型准晶近似相内正四面体的旋转)都存在(广义的)相子。 如前所述,准晶内的相子会产生一定的张力(或应力, strain ),该张力在倒易空间表现为衍射峰的偏移和宽化。所以通过 diffuse scattering 技术可以研究准晶内的相子散射,从而研究准晶结构及物理性质的变化。前面提到,相子是用来描述准晶内相的变化(不同于通常意义的相变,所以不可简称“相变”)。准晶内的相转变也可以通过高分辨率透射电镜直接观察,后面会有相关文献介绍。 法国的 Marc 是研究准晶内 phason 和 phonon 的权威,也是我的导师。不过最近几年的同门师兄弟,就只剩下日本的 Tsunetomo 还在研究准晶,其他几位包括我都已离开本行,准晶界青年研究人员流失问题比较严重。关于相子后面会介绍几篇 Marc 的文章,我会尽量详细一些。