Fragmentos equivalentes de las estructuras cristalinas de los enantiomorfos de β-Mn. Los arreglos en forma de tornillo están formados por átomos de manganeso en diferentes posiciones de Wyckoff (codificadas por colores). Crédito:MPI CPfS
El ser diestro o zurdo es una propiedad de simetría que también exhiben muchos objetos macroscópicos y que es de inmensa importancia. particularmente por la bioactividad de moléculas orgánicas. La quiralidad también es relevante para propiedades físicas o químicas como la actividad óptica o enantioselectividad de sólidos cristalinos o sus superficies. En el caso de fases metálicas quirales, La superconductividad no convencional y los estados magnéticos ordenados inusuales están relacionados con la quiralidad de la estructura cristalina subyacente. A pesar de esta conexión entre la quiralidad y las propiedades de un material, la detección es a menudo difícil porque las variantes estructurales para diestros y zurdos pueden anularse entre sí o al menos debilitar el efecto de quiralidad.
No siempre es posible preparar materiales quirales que contengan solo una de las dos variantes estructurales. Más a menudo, ambas variantes estructurales están presentes en un material policristalino. Para investigaciones sistemáticas, por lo tanto, es importante poder determinar la lateralidad con una buena resolución espacial.
En un nuevo estudio, Se muestra que el método EBSD (Electron Backscatter Diffraction) se puede utilizar para determinar la distribución de variantes estructurales enantiomórficas no solo en materiales policristalinos de fases multicomponente, pero también para la estructura elemental quiral β-Mn. La diferencia entre las estructuras cristalinas multicomponente y la estructura elemental es, por tanto, de particular importancia, desde el método de difracción de rayos X, que se usa generalmente para determinar la mano, no proporciona ninguna información sobre la destreza de una estructura elemental quiral como β-Mn.
Mapa de distribución de enantiomorfos de granos de β-Mn a la izquierda (rojo) y a la derecha (azul) en un material policristalino. El mapa es una superposición de una micrografía óptica de campo brillante de una muestra de manganeso montada y preparada metalográficamente (círculo pequeño:? =500 μm). Crédito:MPI CPfS
EBSD es un método establecido para determinar la orientación de los cristales locales en un material policristalino mediante líneas Kikuchi. La investigación de EBSD se lleva a cabo con un microscopio electrónico de barrido. Por lo tanto, es un método comparativamente simple para determinar las propiedades cristalográficas locales de un material policristalino. Las líneas de Kikuchi están formadas por difracción de los electrones en un superficie plana. Sin embargo, Los métodos convencionales para evaluar el patrón EBSD no permiten ninguna conclusión sobre la destreza de una fase. Solo la consideración de la dispersión dinámica múltiple de electrones en los cálculos de simulación produce diferencias en las líneas Kikuchi de los dos enantiomorfos. Se realiza una asignación de la mano sobre la base de la mejor concordancia del patrón EBSD experimental con uno de los dos patrones simulados.
Estas investigaciones se llevaron a cabo en las fases β-Mn y el compuesto multicomponente estrechamente relacionado estructuralmente Pt2Cu3B. La distribución de enantiomorfos se determinó a partir del patrón EBSD para ambas fases, mientras que la difracción de rayos X en los cristales cortados Xenon-FIB (haz de iones enfocados) permitió una asignación para la fase ternaria solamente. La determinación basada en EBSD de la distribución de los enantiomorfos en un material policristalino simplifica significativamente la preparación de materiales con una mano definida.