Quasicrystals: An Introduction to Structure, Physical Properties and Applications

این کتاب مقدمه ای اساسی برای ساختار و خواص فیزیکی شبه بلورها ارائه می دهد و به پیشرفت های تجربی و نظری اهمیت یکسانی می دهد. پس از معرفی جنبه‌های مختلف کاشی‌کاری از جمله کاشی‌کاری تصادفی، پایه‌های کریستالوگرافی این بلورهای غیرپریودیک گذاشته می‌شود. بررسی تجربی سازه در فضای واقعی و متقابل با جزئیات پوشش داده شده است، از جمله میکروسکوپ الکترونی با وضوح بالا، STM و AFM و پراش الکترونی، پرتو ایکس و به ویژه نوترون. نتایج این تکنیک‌های تجربی با مدل‌سازی ساختار اتمی بر اساس برهم‌کنش‌های جفت از ابتدا واقعی تکمیل می‌شوند. نقش اصلی در بلورهای غیر تناوبی توسط الکترون ها ایفا می شود که بیشترین حساسیت را نسبت به ساختار اتمی غیر پریودیک دارند و بنابراین به تفصیل مورد بحث قرار می گیرند: نتایج شگفت انگیز اندازه گیری های هدایت و بررسی تجربی چگالی جزئی حالت ها برای شبه بلورها و تقریب های منطقی آنها. با نتایج حاصل از محاسبات ساختار الکترونیکی شبه بلورها در تضاد هستند. خواص ارتعاشی آلیاژهای شبه بلوری به طور گسترده بر اساس تکنیک‌های مختلف شبیه‌سازی رایانه‌ای و تنوع غنی از نتایج تجربی به‌دست‌آمده با شبه بلورهای تک و چند دانه‌ای و تقریب‌های آن‌ها توسط پراکندگی غیرالاستیک نوترونی مورد بحث قرار گرفته‌اند. به همین ترتیب خواص مغناطیسی آلیاژهای شبه بلوری که به نوع نمونه بستگی دارد و انتقال جالبی به فازهای مغناطیسی مختلف نشان می دهد، پوشش داده شده است. خواص مکانیکی و نتایج حاصل از بررسی عیوب در شبه بلورها با روش‌های تجربی مانند میکروسکوپ الکترونی و کانال‌گذاری یونی و شبیه‌سازی کامپیوتری گسترده نقص و شکست که نقش عمده‌ای در کاربردهای شبه بلورها ایفا می‌کند، ارائه شده است. برای درک شکل گیری شبه بلورها، خواص آلیاژهای مایع سرد نشده، جزئیات نمودارهای فازی که عمدتاً بسیار پیچیده هستند، دلایل موفقیت برخی تکنیک های تولید، روند رشد آلیاژ، و دلایل پایداری آلیاژهای غیر دوره ای. ساختار بلوری در رقابت با دوره ای باید

This book provides a basic introduction to the structure and physical properties of quasicrystals, giving equal weight to experimental and theoretical progress. After introducing different aspects of tilings, including random tiling, the foundations of the crystallography of these aperiodic crystals is laid. The experimental investigation of the structure in real and reciprocal space is covered in detail, including high resolution electron microscopy, STM and AFM and electron-, X-ray- and especially neutron diffraction. The results of these experimental techniques are supplemented by the modelling of the atomic structure based on realistic ab initio pair interactions. A central role in aperiodic crystals is played by the electrons, which are most sensitive to the aperiodic atomic structure and are therefore discussed in detail:the surprising results of conduction measurements and the experimental investigation of the partial density of states for quasicrystals and their rational approximants are contrasted with the results from calculations of the electronic structure of quasicrystals. The vibrational properties of quasicrystalline alloys are extensively discussed on the basis of different computer simulations techniques and of the rich variety of experimental results obtained with mono- and polygrain quasicrystals and their approximants by neutron inelastic scattering. Likewise the magnetic properties of quasicrystalline alloys, which depend on the type of sample and show interesting transitions to different magnetic phases, are covered. The mechanical properties and the results from the investigation of defects in quasicrystals by experimental methods like electron microscopy and ion channeling and by extensive computer simulations of defects and fracture, which play a major role in the applications of quasicrystals, are presented. For the understanding of quasicrystal formation the properties of the undercooled liquid alloys, the details of the mostly extremely complicated phase diagrams, the reasons for the success of certain production techniques, the process of alloy growth, and the reasons for the stability of the non periodic crystal structure in competition with the periodic one must