新闻网讯 近日，我校材料复合新技术全国重点实验室傅正义院士团队、纳微结构研究中心桑夏晗研究员在定量会聚束电子衍射领域（QCBED）取得重要进展。相关研究成果以“Revealing disorder parameter and deformation electron density using electron diffraction”为题，发表在国际著名学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。我校材料复合新技术全国重点实验室为论文第一通讯单位，桑夏晗研究员为唯一通讯作者。材料示范学院（微电子学院）直博生林蔚骁与材料学院纳米科学与工程专业博士新生薛泽帆为共同第一作者。

在高熵合金、功能氧化物等先进材料中，晶格、电荷、轨道和自旋的局域无序会破坏晶体结构的周期性，进而深刻影响材料的宏观性能。因此，在实验上精确测定由无序引起的局域电荷密度变化，是理解其“构效关系”的普适性手段。QCBED技术兼具纳米级空间分辨率和高精度测量的优势，在表征有序晶体方面表现出色，但其能否适用于周期性被破坏的无序材料，是领域内一个亟待解决的关键科学问题。

针对这一挑战，研究团队创新性地将多束离轴（MBOZA）QCBED实验方法与布洛赫波框架下的相干势近似（CPA）理论相结合，在纳米尺度下同步精确定量了化学有序的L10-FePd与化学无序的γ-FePd合金的无序度、德拜-沃勒因子以及成键电荷密度。研究揭示化学无序显著增大了材料德拜-沃勒因子的晶格畸变部分，但对平均成键电荷密度的影响甚微。基于包含随机原子分布超胞模型的密度泛函理论计算不仅验证了这一结论，还进一步揭示了Fe与Pd原子间电荷转移随局域化学环境的动态变化。

该研究成果有力证实了QCBED方法在定量表征无序材料体系方面的适用性与准确性，填补了无序材料精细化表征领域的一项关键空白，为深入理解无序材料的构效关系及性能调控提供了强有力的新工具。

桑夏晗研究员课题组聚焦于发展和应用先进电子显微学方法，致力于深入解析无机功能材料的化学键合、原子/电子结构及其构效关系。该团队在定量电子衍射、高精度实空间测量及原位定量电子显微学等前沿方向取得了一系列创新性成果（Direct observation of cation diffusion driven surface reconstruction at van der Waals gaps. Nature Communications, 2023, 14, 554）。相关研究工作获得了国家自然科学基金的资助。

图1 利用多束离轴会聚束电子衍射方法测量有序和无序FePd的无序度η

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-60966-0

文：桑夏晗；编辑：曹明；审核：胡泳