На кремниевой пластине размером с обеденную тарелку можно разместить не одно вещество, а целую карту из тысяч разных составов. Лазер выбивает атомы из мишеней и осаждает их тонкими слоями, меняя пропорции от точки к точке. Так получается библиотека материалов: где-то больше одного металла, где-то другого, и все сочетания видны сразу.
Но при комнатной температуре многие свойства не видны. Материал может развалиться или, наоборот, стать прочнее только при нагреве. Раньше такие карты нагревали редко: не было подходящих печей, которые бы равномерно прогревали всю пластину и при этом позволяли менять газ вокруг неё. Новая печь решает эту задачу. У неё есть прозрачный купол, под которым можно создать атмосферу из азота или чистого кислорода, а снаружи управлять температурой.
На синхротроне SOLEIL во Франции проверили, как меняется кристаллическая решётка составов при нагреве. Рентгеновские лучи просвечивали каждую точку карты, и по смещению пиков вычисляли, насколько расширяется материал. Для простых смесей работает правило, которое назвали законом Вегарда: расширение можно предсказать по долям компонентов. Но для сложных составов, где атомы разных металлов перемешаны в беспорядке, это правило даёт сбой. Материал расширяется не так, как ожидали.
Такая печь открывает путь к быстрому поиску материалов, которые выдерживают перепады температур и не трескаются. Например, покрытия для турбин или детали для космических аппаратов.
Кремниевая пластина диаметром 100 мм может вместить более 10 000 разных составов, если менять пропорции всего на доли процента.