近日浙江大學(xué)電鏡中心張澤院士、王江偉研究員團(tuán)隊(duì)與佐治亞理工學(xué)院的朱廷教授團(tuán)隊(duì)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(dòng)力學(xué)理論模擬和密度泛函理論計(jì)算從理論上闡釋了反孿生行為的發(fā)生機(jī)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(duì)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(xiàng)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(duì)利用非常規(guī)變形機(jī)制實(shí)現(xiàn)納米材料的高機(jī)械預(yù)成型具有指導(dǎo)意義。

圖1 實(shí)驗(yàn)方法

     在該實(shí)驗(yàn)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(duì)接另一側(cè)的鎢棒，在外加電壓的作用下，兩者在TEM內(nèi)實(shí)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(jī)械加載功能對(duì)該納米線進(jìn)行原位測試和表征。

圖2 原位采集的TEM照片