王建波、郑赫课题组室温氧空位迁移机理研究取得重要进展

chandler

物理科学与技术学院王建波、郑赫课题组近期在室温氧空位迁移机理研究中取得重要进展，揭示了氧化铜纳米线中氧空位的可逆迁移诱导的滞弹性形变机理。相关研究成果以“Room-temperature oxygen vacancy migration induced reversible phase transformation during the anelastic deformation in CuO”（氧化铜滞弹性形变过程中室温氧空位迁移诱导的可逆相变）为题发表在《Nature Communications》（《自然·通讯》）上。武汉大学物理科学技术学院、电子显微镜中心和高等研究院为第一署名单位及唯一通讯作者单位，物理科学与技术学院博士生李雷和陈国旭佳为论文共同第一作者，王建波教授、郑赫副教授为通讯作者。
         经典的位错理论认为室温下材料的力学行为主要由线缺陷（位错）及面缺陷（孪晶、晶界等）决定，而点缺陷在室温力学形变中所扮演的角色往往被“忽略”。在前期相关工作的基础上（Phys. Rev. Lett. 109: 225501 (2012)；Phys. Rev. Lett. 123: 216101 (2019)），王建波课题组利用原位电子显微技术，研究了CuO纳米线在弯曲应力作用下的原子尺度滞弹性形变过程。发现室温下应力梯度可诱导氧空位（点缺陷）的快速迁移，而氧空位在压应力一侧的聚集导致缺氧相Cu3O2的形核，引起滞弹性应变；在应力撤去后，伴随着氧空位的可逆迁移，相变过程是可逆的，对应滞弹性应变的回复。进一步结合第一性原理计算阐明了原子尺度氧空位迁移机制。研究结果丰富了对低维材料力学行为的认知，为相关体系（如Cu-O基高温超导）的物性调控提供参考。

CuO纳米线的滞弹性（a-c）以及常温氧空位迁移机理（d-f）

        该研究受到国家自然科学基金、湖北省自然科学基金及江苏省自然科学基金的项目资助。
        原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-24155-z


        文章来源：武汉大学
           王建波，武汉大学物理科学与技术学院教授、博士生导师、副院长、教学指导委员会主任，武汉大学电子显微镜中心执行主任，中国电子显微学会常务理事、物理与材料专业委员会委员，湖北省电子显微镜学会理事长。获教育部“新世纪优秀人才支持计划”（2007年）、湖北省青年杰出人才基金资助（2005年）；获湖北省自然科学一等奖（2005年，排名第4）等。1996年获武汉大学本科学位，2001年获武汉大学博士学位。曾获1999年度宝钢奖学金、武汉大学首届和湖北省第5届优秀博士学位论文等奖项。1998-2000年在北京中科院物理所电镜实验室，1999、2000年在法国马赛晶体生长机制研究所（CRMC2-CNRS，现CINaM-CNRS）和欧洲同步辐射中心（ESRF），2000-2001年在德国于利希（Juelich）研究中心合作研究。2000年7月留校任教。目前主要从事物质超微结构的电子显微学表征及相关计算研究。主持和参加项目包括4项国家自然科学基金、1项973纳米专项、1项教育部“新世纪优秀人才支持计划”基金、1项湖北省青年杰出人才基金、1项教育部留学回国人员启动基金等。发表科研论文一百多篇。
        郑赫，副教授，博士生导师，武汉大学电镜中心副主任，湖北省电镜学会副秘书长。长期从事固体材料超微结构表征的研究工作，利用先进的球差校正及原位电子显微技术，并结合第一性原理计算针对能源转化与存储领域有重要应用的微纳尺度材料结构缺陷的原子尺度表征、演变及调控开展系统深入的研究工作。主要研究领域为：1、微纳尺度固体材料，包括能源材料(例如锂离子、钠离子、太阳能电池等电极材料）、复杂结构材料（例如金属氧化物中的畴结构）的结构、性能表征；2、低维材料原位原子尺度力学（例如金属、半导体纳米材料的塑性形变机制）、电学(例如二次离子电池充放电过程的微观机制）、热学等性能表征、探索新型结构-性能关系。