五重孪晶金纳米颗粒中轴居中与去孪晶的几何控制竞争

五重孪晶金属纳米颗粒含有一个中心楔形位错，该位错强烈影响其力学和催化性能。然而，控制该拓扑缺陷的稳定性、迁移和湮灭的原子尺度机制仍不完全清楚。在此，我们对金 Marks 十面体进行了系统的分子动力学研究，通过受控的几何修饰将五重轴人工地靠近表面。通过生成具有不同轴深度的凹面和凸面形貌，我们揭示了轴居中与去孪晶之间的几何控制竞争。凹面几何促进表面扩散以恢复五重对称性，既可以通过重新居中原始位错，也可以通过集体原子重排引发新的亚表面轴。相比之下，具有浅轴的凸面结构在前几纳秒内通过表面滑移经历快速去孪晶，导致单孪晶或完全面心立方（FCC）构型。值得注意的是，将轴置于表面下仅两个原子层处可抑制去孪晶并恢复稳定性。我们的结果表明，表面曲率和缺陷深度关键性地调控着位错迁移率和孪晶稳定性，为理解多孪晶纳米颗粒的结构演化提供了力学框架，并为缺陷工程纳米材料的可控设计提供了指导。