科研进展

王建波、郑赫课题组室温氧空位迁移机理研究取得重要进展

来源:  发布时间:2021-06-23 23:02:05 点击次数:

十大网赌正规网址王建波、郑赫课题组近期在室温氧空位迁移机理研究中取得重要进展,揭示了氧化铜纳米线中氧空位的可逆迁移诱导的滞弹性形变机理。相关研究成果以“Room-temperature oxygen vacancy migration induced reversible phase transformation during the anelastic deformation in CuO”(氧化铜滞弹性形变过程中室温氧空位迁移诱导的可逆相变)为题发表在《Nature Communications》(《自然·通讯》)上。武汉大学物理科学技术学院、电子显微镜中心和高等研究院为第一署名单位及唯一通讯作者单位,十大网赌正规网址博士生李雷和陈国旭佳为论文共同第一作者,王建波教授、郑赫副教授为通讯作者。

经典的位错理论认为室温下材料的力学行为主要由线缺陷(位错)及面缺陷(孪晶、晶界等)决定,而点缺陷在室温力学形变中所扮演的角色往往被“忽略”。在前期相关工作的基础上(Phys. Rev. Lett. 109: 225501 (2012)Phys. Rev. Lett. 123: 216101 (2019)),王建波课题组利用原位电子显微技术,研究了CuO纳米线在弯曲应力作用下的原子尺度滞弹性形变过程。发现室温下应力梯度可诱导氧空位(点缺陷)的快速迁移,而氧空位在压应力一侧的聚集导致缺氧相Cu3O2的形核,引起滞弹性应变;在应力撤去后,伴随着氧空位的可逆迁移,相变过程是可逆的,对应滞弹性应变的回复。进一步结合第一性原理计算阐明了原子尺度氧空位迁移机制。研究结果丰富了对低维材料力学行为的认知,为相关体系(如Cu-O基高温超导)的物性调控提供参考。


CuO纳米线的滞弹性(a-c)以及常温氧空位迁移机理(d-f)


该研究受到国家自然科学基金、湖北省自然科学基金及江苏省自然科学基金的项目资助。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-24155-z


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