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近日浙江大學(xué)電鏡中心張澤院士、王江偉研究員團隊與佐治亞理工學(xué)院的朱廷教授團隊合作，利用澤攸科技的PicoFemto系列TEM-STM原位透射電鏡樣品桿，通過原位透射電鏡納米力學(xué)測試技術(shù)，在直徑小于20 nm的鎢納米線（體心立方結(jié)構(gòu)金屬）中觀察到反孿晶的成核和生長現(xiàn)象，并結(jié)合分子動力學(xué)理論模擬和密度泛函理論計算從理論上闡釋了反孿生行為的發(fā)生機制。該工作以"Anti-twinning in nanoscale tungsten"為題發(fā)表在Science旗下子刊《SCIENCE ADVANCES》上。DOI: 10.1126/sciadv.aay2792

原文鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/23/eaay2792.full  

    反孿生過程中，相鄰{112}面上發(fā)生連續(xù)的1/3<111>剪切，而不是普通孿生中反向的1/6<-1-1-1>剪切。這種原子尺度剪切路徑的不對稱性導(dǎo)致反孿生的出現(xiàn)比普通孿生變形難。他們發(fā)現(xiàn)，由于小晶體體積中塑性剪切載體的數(shù)量有限，在高應(yīng)力下納米尺寸的BCC晶體中，反孿生可以變得活躍。這項工作為研究小體積BCC晶體的尺寸依賴變形提供了新的思路，并對利用非常規(guī)變形機制實現(xiàn)納米材料的高機械預(yù)成型具有指導(dǎo)意義。

圖1 實驗方法

     在該實驗中，鎢針通過PicoFemto?原位TEM-STM電學(xué)測量樣品桿的壓電操縱模塊準(zhǔn)確對接另一側(cè)的鎢棒，在外加電壓的作用下，兩者在TEM內(nèi)實現(xiàn)高精度的原位焊接，形成一根鎢納米線。納米線形成后可以繼續(xù)利用PicoFemto?原位TEM-STM電學(xué)測量樣品桿的物性測量和機械加載功能對該納米線進行原位測試和表征。

圖2 原位采集的TEM照片