最近，新南威尔士大学的研究团队在《自然通讯》上发表了一项激动人心的研究，提出了一种全新的方法来探测晶体内部原子的雪崩现象。
材料在变形过程中，原子会发生纳米级的运动，从而产生声发射。这种被称为噼啪声的现象在多种材料系统中普遍存在，是对外部力量或场的反应。
雪崩式的剧烈物质运动可以跨越多个数量级，并遵循幂律所描述的普遍缩放规律。这个概念最初是通过研究磁性材料中的巴克豪森噪声而提出的，现在已被广泛应用于地震研究、建筑材料监测以及涉及相变和神经网络的基础研究等多个领域。
新南威尔士大学与剑桥大学的研究人员开发了一种基于SPM纳米压痕的新方法，用于测量纳米级的噼啪噪声。
“我们的方法使我们能够研究材料中单个纳米特征的噼啪声，例如铁电体中的畴壁，”主要作者Cam Phu Nguyen博士表示。“在材料变形时，这些结构周围的原子雪崩表现出不同的类型。”
该方法的一个显著优势在于，在进行压痕之前，可以通过成像技术识别材料表面的单个纳米特征。这一创新使得以往无法进行的研究成为可能。
在新技术的首次应用中，新南威尔士大学的研究人员利用该方法研究了有序材料中的不连续性，称为畴壁。
“域墙一直是我们研究的重点，因其作为后摩尔定律电子产品的构建模块而备受关注，”同样来自新南威尔士大学的作者简·塞德尔教授指出。“我们发现雪崩的临界指数在这些纳米特征上发生了变化，导致混合临界性受到抑制，而这种情况在畴中本应出现。”
从应用和新材料功能的角度来看，裂纹噪声显微镜为在纳米尺度上深入了解这些特征提供了新的机遇。本文讨论了该方法的实验方面，并展望了未来的研究方向和应用前景。