晶體融合生長機制研究獲進展

成核和生長是結晶的兩個重要階段，對晶體晶相、尺寸、形貌、性能等起關鍵控制作用。然而，經典理論難以解釋晶體生長過程中觀察到的諸多現象，如二次成核中存在的非晶過渡態、組分分離現象等。

近期，中國科學院新疆理化技術研究所研究員李俊杰團隊聯合美國勞倫斯國家實驗室、歐洲伊比利亞國際納米實驗室等的科研人員，利用球差矯正的透射電子顯微術與分子動力學模擬，在原子尺度上揭示了晶體尺寸、缺陷密度及接觸方式共同影響的晶體融合生長機制。

原子尺度的動力學研究表明，當一個五重孿晶與更小的納米晶體相遇，或兩個五重孿晶以面對面接觸方式相遇時，會快速融合生長形成一個新的五重孿晶；當兩個晶體以頂角接觸頂角的方式相遇，其融合動力學過程則明顯滯后且緩慢，這種機制不利于形成五重孿晶，但利于形成復雜多重孿晶結構。這一結果凸顯了面缺陷及納米晶接觸方式影響的融合生長過程。進一步，該研究揭示了由于缺陷的存在，原子柱逐個遷移導致彎曲晶界的形成機制。

這一研究通過原位觀察晶體結晶動力學過程，有助于厘清五重孿晶的融合生長機制，為晶體可控制備提供指導。

相關研究成果發表在《美國化學會志》上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項、新疆維吾爾自治區自然科學基金等的支持。

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