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根据一份新的报告，铝这种以导电性著称的金属，在某些情况下可能表现得像陶瓷或半导体。 在纳米技术应用中，这种金属的耐机械应力性能也可能优于通常被认为更硬的金属铜。 这些发现今天发表在《科学》杂志上，可能预示着纳米电子学的进步。
俄亥俄州立大学的李菊（音译，Ju Li）和他的同事使用量子力学来模拟铝和铜的单原子层行为。 具体来说，他们研究了一种称为纯剪切应变的过程，其中一层原子滑过第二层原子。 非常小的电子设备的可靠性和耐用性，在这些设备中，温度波动经常导致材料膨胀或收缩，部分取决于其组件如何对剪切应变的影响做出反应。 研究人员确定，两层铜原子通常非常平滑地相互滑动。 但研究小组发现，铝层不会滑动，而是相互跳跃。 科学家们认为，所谓的定向键合（相邻层上的原子共享电子（见图）），可能是造成观察到的运动的原因。 这种键合通常在陶瓷和半导体中发现，但在铝等可延展金属中通常不存在。 李菊表示，“这可能意味着铝在某些方面的表现更像陶瓷，而不是之前任何人认为的那样。” 根据该团队的模拟，在原子层面，铝也比铜强32%。 李菊说：“我们知道，在正常条件下，铜比铝重三倍，而且明显比铝更硬。 但当我们观察大的剪切应变时，铝完胜。”