大多數(shù)工程材料基于多相微結(jié)構(gòu)，通過控制相平衡或通過制造不同材料（如在薄膜加工中）產(chǎn)生。在這兩個(gè)過程中，微觀結(jié)構(gòu)通過跨異相界面的錯(cuò)配位錯(cuò)（或幾何錯(cuò)配位錯(cuò)）向平衡松弛。盡管它們無處不在，但由于它們的埋藏性質(zhì)，直接探測錯(cuò)配位錯(cuò)的動態(tài)作用是無法實(shí)現(xiàn)的。

日前，美國紐約州立大學(xué)賓漢姆頓分校周光文教授課題組，以氧化銅到銅的界面轉(zhuǎn)變?yōu)槔故玖隋e(cuò)配位錯(cuò)在以間歇方式調(diào)節(jié)氧化物到金屬的界面轉(zhuǎn)變中的作用。通過這種方式，界面凸臺的橫向流動被固定在錯(cuò)配位錯(cuò)直到位錯(cuò)爬升到新的氧化物/金屬界面位置。

結(jié)合原子計(jì)算，確定了釘扎效應(yīng)與金屬原子的非局部傳輸以填充位錯(cuò)核心的空位有關(guān)。這些結(jié)果提供了對固-固界面轉(zhuǎn)變的機(jī)理見解，并對利用掩埋界面處的結(jié)構(gòu)缺陷來調(diào)節(jié)質(zhì)量傳輸和轉(zhuǎn)變動力學(xué)具有重要意義。

相關(guān)論文以題為“Dislocation-induced stop-and-go kinetics of interfacial transformations”發(fā)表在最新Nature上。

論文鏈接： https://doi.org/10.1038/s41586-022-04880-1

圖1. 在Cu2O/Cu界面形成錯(cuò)配位錯(cuò)

圖2. 在623 K和5.3 Pa的H2氣體中Cu2O→Cu界面轉(zhuǎn)變的停歇流動的原位TEM可視化

圖3. 停走式Cu2O→Cu界面轉(zhuǎn)變的DFT建模