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。在這兩個過程中，微觀結(jié)構(gòu)通過跨異相界面的錯配位錯（或幾何錯配位錯）向平衡松弛。盡管它們無處不在，但由于它們的埋藏性質(zhì)，直接探測錯配位錯的動態(tài)作用是無法實現(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配位錯在以間歇方式調(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配位錯直到位錯爬升到新的氧化物/金屬界面位置。

結(jié)合原子計算，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。

圖1. 在Cu2O/Cu界面形成錯配位錯

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