今日Science：定向附著通過形成和分解高能晶界誘導五重孿晶

木文韜 4年前 (2020-01-03) 8744瀏覽

【引言】

當兩個具有相同晶格平面的晶體通過一定的對稱作用而相互生長時，就會發生孿生現象。孿晶晶體是廣泛存在于各種材料中，包括（例如金紅石和纖鋅礦）、金屬（如銅銅（Cu），銀（Ag）和金（Au））以及陶瓷（鈦酸鋇(BaTiO₃)）。孿生會導致影響物理和化學性質的各種結構和形態。例如，五重孿晶（5-FTs）的應力顯著增加了納米線的楊氏模量，而多晶銅納米線在還原二氧化碳時表現出良好的甲烷選擇性。多重孿生結構在晶體生長、機械工程、生物醫學診斷、光學、催化等領域的應用受到廣泛關注。

【成果簡介】

今日，在美國太平洋西北國家實驗室李冬生研究員團隊（通訊作者）帶領下，與中國科學院金屬研究所、密西根大學和密蘇里大學合作，使用原位高分辨率透射電子顯微鏡與分子動力學模擬相結合，證明通過重復定向附著?3納米金、鉑和鈀納米粒子，發生了五重孿生。團隊發現了兩種不同的形成五重孿生納米粒子的機制，這些機制是由應變的積累和消除驅動的。這伴隨著晶界的分解，形成了一個特殊的雙晶系，其凈應變為零。這些觀察能夠對孿生過程進行定量描述。該機制為控制多種材料的孿生結構和形態提供了指導。相關成果以題為“Oriented attachment induces fivefold twins by forming and decomposing high-energy grain boundaries”發表在了Science。