β-Mn对映体晶体结构的等效片段。螺旋状排列是由锰原子在不同的威科夫位置(颜色编码)形成的。来源:MPI论坛
左旋或右旋是一种对称性质，许多宏观物体也表现出这种性质，这是非常重要的，特别是对有机分子的生物活性。手性也与物理或化学性质有关，如晶体或其表面的光学活性或对映选择性。在手性金属相的情况下，非常规的超导性和非常规的磁性有序态与潜在的晶体结构的手性有关。尽管手性和材料的性质之间存在这种联系，但由于左旋和右旋结构变体可以相互抵消或至少减弱手性效应，因此检测通常是困难的。
并不总是可能制备只包含这两种结构变体之一的手性材料。通常，这两种结构变体都存在于多晶材料中。因此，对于系统研究来说，能够以良好的空间分辨率确定旋向性是很重要的。
在一项新的研究中，表明EBSD(电子背散射衍射)方法不仅可以用来确定多晶材料中对映异构体的分布，而且也可以用来确定手性元素结构β-Mn。因此，多组分晶体结构和单质结构之间的区别是特别重要的，因为通常用来确定手性的x射线衍射方法不提供任何手性单质结构(如β-Mn)的手性信息。
β-Mn多晶材料中左(红色)和右(蓝色)晶粒的对映形态分布图。这张图是一个光学亮场显微图的覆盖，是一个安装和金相准备的锰样品(小圆:?= 500μm)。来源:MPI论坛
EBSD是一种利用菊池线确定多晶材料局部晶体取向的方法。用扫描电子显微镜进行了EBSD研究。因此，这是一个相对简单的方法来确定一个多晶材料的局部晶体性质。菊池线是由电子在一个强倾斜的平面上衍射形成的。然而，传统的评估EBSD模式的方法不允许任何关于相位的旋向性的结论。在模拟计算中，仅考虑动态电子多次散射，两种对映体的菊池谱线存在差异。基于实验EBSD图与两种模拟图中的一种的最佳一致性，确定了偏手性。
这些研究对相β-Mn和结构密切相关的多组分化合物Pt2Cu3B进行了研究。对映异构体的分布是由EBSD模式为两相确定的，而x射线衍射氙- FIB(聚焦离子束)切割晶体允许分配为三元相。基于ebsd的多晶材料中对映异构体分布的测定显著简化了具有定义的旋向性材料的制备。
更多信息: Ulrich Burkhardt et al, Assignment of enantiomorphs for the chiral allotrope β-Mn by diffraction methods, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abg0868
期刊信息: Science Advances
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