在氧化物颗粒边界中直接观察替代和间歇性兴奋剂扩散
Toshihiro Futazuka1, Ryo Ishikawa2, Tatsuya Yokoi3
1Institute of Engineering Innovation, School of Engineering, The University of Tokyo, Bunkyo, Tokyo, Japan.
Nature communications
|October 17, 2025
概括
像Hf这样的补充原子在氧化 (α-Al2O3) 中沿粒边界 (GBs) 迅速扩散. 这种快速扩散通过原子尺度上的空位交换和间隙机制发生,影响材料特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 粒度边界 (GBs) 对于剂扩散和材料的特性修改至关重要.
- 沿着GBs快速扩散的原子尺度机制仍然不太了解.
研究的目的:
- 在α-Al2O3.3.中直接观测和阐明Hf多潘特在GBs沿线扩散的原子尺度机制.
- 调查空缺和间歇扩散在增强GB扩散性中的作用.
主要方法:
- 时间分辨率原子分辨率扫描传输电子显微镜 (STEM) 用于直接观察.
- 对Hf原子位置的统计追踪.
- 具有人工神经网络 (ANN) 原子间潜力的分子动力学 (MD) 模拟.
主要成果:
- 在α-Al2O3.3.中沿 Σ31 对称倾斜GB 的偏好 Hf 扩散的直接观察.
- MD模拟显示Hf扩散通过交换与联合分离的Al空缺在GB.
- GB间位扩散显著增强了Hf扩散性,混合运动减少了激活能量.
结论:
- 在α-Al2O3中,Hf剂原子通过空位交换和间隙机制沿 GB 展现出偏好的扩散.
- 了解这些原子级扩散通路是控制材料性质的关键.
- 这项研究提供了详细的原子层面的洞察力,用于陶中的多扩散.
更多相关视频
11:33All-electronic Nanosecond-resolved Scanning Tunneling Microscopy: Facilitating the Investigation of Single Dopant Charge Dynamics
Published on: January 19, 2018
10.2K
07:24Quantitative Atomic-Site Analysis of Functional Dopants/Point Defects in Crystalline Materials by Electron-Channeling-Enhanced Microanalysis
Published on: May 10, 2021
6.8K
