作为三个宏观特征函数的计算所得硅 (001) 小角混合晶界的结构与能量
材料科学
2024-03-11 v3 计算物理
摘要
理解位错结构如何随晶界（GB）特征变化，有助于精确控制界面纳米图案。在此原子尺度研究中，我们报道了 Si (001) 小角混合晶界（SAMGBs）在三个宏观 GB 特征（倾转特征、扭转特征以及二者之间的隐式旋转特征）下的结构-性质关联。首先，计算 SAMGB 能量随倾转角、扭转角和旋转角的变化关系，并基于此拟合了一个修正的 Read-Shockley 关系，该关系能够精确描述跨越三维 GB 特征空间的能量变化。其次，给出了 GB 结构从位错到非晶结构的转变随倾转角、扭转角和位错核半径的变化关系。还给出了由倾转与扭转角之比定义的不同类型 SAMGB 的比例、拓扑与结构特征。第三，通过提取亚稳 SAMGB 相的转变，将 SAMGB 结构的形成机制表征为能量有利的位错滑移与反应，并由此导出位错密度函数。关于 SAMGB 能量与结构的相关结果分别得到理论计算与实验观测的验证与支持。
引用
@article{arxiv.2212.14611,
title = {Structures and energies of computed silicon (001) small angle mixed grain boundaries as a function of three macroscopic characters},
author = {Wei Wan and Changxin Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.14611},
year = {2024}
}
备注
26 pages, 10 figures and 2 tables