【摘 要】
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晶界是材料中重要的缺陷之一，普遍认为在块体晶体材料中小角晶界(取向差小于15°)由位错墙构成，而大角晶界(取向差大于15°)则以结构单元而不是位错的形式存在。随着晶体材料的尺寸逐渐减小，大量存在的表面对材料的结构和变形行为会产生显著影响。我们利用原位像差校正高分辨透射电镜、旋进电子衍射和定量应变分析，在尺寸小于10纳米的金属中发现晶界结构存在显著的尺寸效应，该尺寸效应能有效地提高纳米线的力学及导电
【机 构】
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中国科学院金属研究所 中国科学院金属研究所;中国科学院大学
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晶界是材料中重要的缺陷之一，普遍认为在块体晶体材料中小角晶界(取向差小于15°)由位错墙构成，而大角晶界(取向差大于15°)则以结构单元而不是位错的形式存在。随着晶体材料的尺寸逐渐减小，大量存在的表面对材料的结构和变形行为会产生显著影响。我们利用原位像差校正高分辨透射电镜、旋进电子衍射和定量应变分析，在尺寸小于10纳米的金属中发现晶界结构存在显著的尺寸效应，该尺寸效应能有效地提高纳米线的力学及导电稳定性。定量应变分析发现，位错型晶界的周围存在明显的弹性应变场而结构单元型晶界周围没有，这使得位错型晶界的宽度明显宽于结构单元型，这个特征可以用来区别这两种晶界。尺寸效应形成的位错型晶界可以在外加应力作用下以位错墙滑移的方式进行晶界迁移，从而避免了传统大角晶界的晶界滑移，这有效地提高了纳米线的力学稳定性。这一原子尺度的原位定量电子显微学研究揭示了超纳尺度小尺寸金属材料中晶界结构的尺寸效应，可能为微电子互连以及纳米器件的设计提供新的思路。
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