诸如玻璃，塑料和非晶薄膜之类的非晶态固体在我们的日常生活中无处不在，并且具有从电信到电子产品以及太阳能电池的广泛应用范围。然而，由于缺乏长程顺序，无定形固体的三维(3D)原子结构迄今为止无法直接实验测定。

有鉴于此，美国加州大学洛杉矶分校苗建伟教授等人，开发了一种原子电子断层扫描重建方法，以通过实验确定非晶态固体的3D原子位置。

本文要点

1）通过改变样品相对于电子束的方向生成一系列2D图像，然后重建这些图像变成整个样品的3D图像。使用玻璃形成合金的无定形样品作为模型，并改进AET以21 pm的精度确定合金的3D原子位置。

2）确定了四种类型的晶体的中程有序（面心立方，密排六方，体心立方和简单立方）共存于无定形样品中，显示出平移而不是取向的有序性。

3）使用多组分玻璃形成合金作为原理证明，定量表征了3D原子排列的短程和中程顺序。观察到，尽管近程有序的3D原子堆积在几何上是无序的，但是一些近程有序的结构彼此连接形成晶体状的超团簇并产生中程有序性。

总之，该工作将为确定各种非晶态固体的3D结构铺平道路，这将改变对非晶态材料和相关现象的基本理解。

参考文献：

Yao Yang et al. Determining the three-dimensional atomic structure of an amorphous solid. Nature, 2021.

DOI: 10.1038/s41586-021-03354-0

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03354-0