Heksagonalni kvazikristal na osnovi bronastega števila

Primož Ziherl s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani ter Tomonari Dotera in Shinichi Bekku z Univerze Kindai iz Osake so v prestižni reviji Nature Materials objavili članek, v katerem predlagajo dvorazsežni kvazikristal, ki izhaja iz števila bronastega reza in ima šestštevno simetrijo.


Avtorji:
Primož Ziherl, Tomonari Dotera, Shinichi Bekku 


Ta vrsta kvazikristalne ureditve je zanimiva zato, ker dopolnjuje Penrosovo in Ammann-Beenkerjevo tlakovanje, ki slonita na zlatem oziroma srebrnem številu, in ker opozarja, da kvazikristalni red nima nujno prepovedane simetrije. V tem smislu je delo znaten teoretični korak naprej na področju kvazikristalov, ki je obenem pomemben po eksperimentalni plati.

Novo heksagonalno kvazikristalno tlakovanje tvorijo tri vrste ploščic – mali in veliki enakostranični trikotniki ter pravokotniki –, ki jih uredimo na podlagi doslej nepoznanega inflacijskega pravila. Dotera, Bekku in Ziherl so z numeričnimi simulacijami pokazali, da je razurejeno inačico novega kvazikristala mogoče dobiti v monodisperznem sistemu delcev z zelo preprosto stopničasto odbojno interakcijo. Nadalje so zgradbo heksagonalnega kvazikristala podrobno raziskali z višjerazsežno analizo, v kateri 2D strukturo predstavimo kot projekcijo kubičnega kristala v 6D hiperprostoru. Lokalne strukturne motive, značilne za heksagonalni kvazikristal, je opaziti v aproksimantih v zlitinah kovin in silicija, v ultratankih plasteh barijevega titanata in v binarnih zmeseh nanodelcev, tako da je pričakovati, da bi v tovrstnih sistemih lahko eksperimentalno odkrili tudi novi kvazikristal.
 

Vir: T. Dotera, S. Bekku in P. Ziherl, Bronze-mean hexagonal quasicrystal, Nat. Mater. 16, 987 (2017).