يعتبر حيود الأشعة السينية من البلورات الأحادية هو السبيل الوحيد لتوصيف عينة من أشباه البلورات بشكل صحيح. ومن جانب آخر فقد وجد أن حيود الإلكترونات والميكروسكوب الإلكتروني ذو قوة التفريق العالية هما من أهم الفحوص للتمييز بين حالات أشباه البلورات وحالة البلورات الدقيقة دون حدوث أي لبس. ويأتي بعد ذلك دور التقنيات الأخرى مثل حيود النيوترونات.

ويبدو أن أكثر نظم أشباه البلورات الواعدة في الوقت الحالي هو نظام AlPd Mn لأشباه البلورات ذات العشرين وجها.

1- حيود الإلكترونات بواسطة البلورات ذات العشرين وجها

انبهـر المجتمع العلمي بشدة عند ظهور أنماط الحيود الخاصة بأشباه البلورات ذات العشرين وجها؛ فمثل هذه البلورات تتمتع بستة محاور خماسية الطية وعشرة محاور ثلاثية الطية وخمسة عشر محورا ثنائي الطية. وتتعامد ثلاثة محاور ثنائية الطية مع بعضها البعض مما يرشحها للعب دور القاعدة Basis (الأساس). (والشكل 14-11) يوضح مجسما ذا عشرين وجها داخل مكعب.

شكل (14-11)

مجسم ذو عشرين وجها داخل مكعب

ولا تسمح لنا أنماط حيود الإلكترونات بالتمييز بين المجموعتين النقطتين 235 (y)، 3̅5m(y) وذلك لكونهما تحتويان على نفس عناصر التماثل.

كما يوضح الشكلان (14-12)، (14-13) أنماطا مختلفة لحيود الإلكترونات من على مادة Al Cu Fe شبه البلورية ذات العشرين وجها.

شكل (14-12)

الحيود الإلكتروني من مادة AlMn Si في الطور ذي العشرين وجها

شكل (14-13)

حيود الإلكترونات من مادة Al Cu Fe في الطور ذي العشرين وجها

ويلاحظ من الصور أنه لا يوجد توزيع دوري للبقع مما يعد دليلا مباشرا على وجود تماثل خماسي الوجه وللتأكد من أن التماثل خاص بخماسي الأوجه تماما فإن بقع «براج» لا بد وأن تكون واضحة تماما وأن تصطف في صفوف. وقد لوحظ أن البيانات المنشورة كلها قد أظهرت بعض الحيود عن النمط النموذجي وذلك قبل اكتشاف شبه البلورة Al Cu Fe المكتملة. وقد عزى هذا أحيانا إلى وجود طور بلوري ذي خلية أحادية كبيرة.

2- الميكروسكوب الإلكتروني ذو قوة التفريق العالية

يصل مدى دقة التفريق في مثل هذه الميكروسكوبات الحديثة إلى المستوى الذري (أو من 2 إلى 3 أنجستروم؛ ولذا فإنه من الممكن محاولة «رؤية» ذرات أشباه البلورات. ولنحاول أن نتذكر المبادئ الأساسية لتكون الصور في هذا الميكروسكوب الذي ينتج صورة هي بمثابة تحويل فورييه» لمقادير السعات في نمط الحيود. وتنتمي النقط المضيئة والمعتمة إلى العينة في الفراغ المباشر. ويمكن تلخيص الصورة بشكل تقريبي للغاية على النحو التالي:

ويشير تعبير سعة «فورييه» إلى معامل التركيب Structure Factor أي إلى طور ومقياس بقعة «براج».

ويوضح (الشكل 14-14) محورا خماسيا لطور خماسي الأوجه في مادة Al Cu Fe حيث يتضح عدم القدرة على تحديد أي نوع من دورية التركيب. هناك في الشكل نقط بيضاء مصفوفة جيدا ويمكن اعتبارها صفوفا من الذرات. وهناك أيضا مستويات للشبيكة، ويلاحظ أن تتابع مستويات الشبيكة غير دوري كما أن متوسط المسافات بينهما مرتبط بالمتوسط.

شكل (14-14)

صورة لحيود الإلكترونات من مادة Al Cu Fe تناظر محورا خماسي الطية.