Les chercheurs ont étudié les nanoparticules d’or penta-jumelées sous un faisceau d’électrons et ont observé directement pour la première fois le glissement d’une dislocation partielle. En combinaison avec des simulations de dynamique moléculaire, l'équipe a découvert qu'une répartition inégale des contraintes à travers les unités jumelles induit un glissement des dislocations, un guidage plan et un éventuel dédoublement dans les nanoparticules.

L'étude est publiée dans Nano Letters .

Les nanocristaux jumelés possèdent des propriétés physiques et chimiques uniques, faisant du jumelage un paramètre important dans la conception des matériaux. Développer des approches pratiques pour contrôler le jumelage et les structures jumelées nécessite une compréhension du jumelage et du déjumelage au niveau atomique, ce qui fait actuellement défaut.

En visualisant précisément la structure et les transformations des nanoparticules penta-jumelées et en interprétant ces informations à l'aide de simulations à l'échelle atomique, les chercheurs ont pu détailler plus clairement l'interaction entre la diffusion en surface, la relaxation des contraintes de traction, l'évolution de la morphologie et le détinclage. Ces informations peuvent aider à orienter les efforts futurs visant à contrôler le jumelage et le dédoublement des nanoparticules d'or.

Les structures jumelles possèdent des propriétés physiques et chimiques distinctes en raison de leurs configurations spécifiques. Cependant, les processus de jumelage et de dédoublement ne sont pas entièrement compris à l'échelle atomique.

En intégrant la microscopie électronique à transmission haute résolution in situ et des simulations de dynamique moléculaire, les chercheurs ont découvert que la déformation en traction dans des jumeaux asymétriques quintuples de nanoparticules d'or conduit à une migration des frontières jumelles par glissement de dislocation (glissement d'une couche atomique) le long des frontières jumelles et des réactions de dislocation. à l'axe quintuple sous un faisceau d'électrons.

Les barrières énergétiques régissent la migration d'une ou deux couches des plans jumeaux. La relaxation de l'énergie totale, y compris la surface, la déformation du réseau et l'énergie de la frontière jumelle, après une migration consécutive de la frontière jumelle, conduit à un processus de dédoublement. De plus, le réarrangement de surface de nanoparticules jumelées cinq fois peut faciliter le processus de dédoublement.

En comprenant mieux les processus qui affectent le jumelage au niveau atomique, les chercheurs peuvent contrôler plus précisément la structure et les propriétés des nanoparticules jumelées.