近日，哈爾濱工業大學材料學院特種陶瓷研究所胡平安教授團隊在大尺寸高指數晶面單晶金屬制備領域取得重要進展。相關成果以《預應變誘導制備大尺寸高指數晶面單晶鎳箔》（Prestrain Guided Yield of Large Single-Crystal Nickel Foils with High-Index Facets）為題發表在《先進材料》（Advanced Materials）上。論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202400248
具有高指數晶面的單晶金屬箔的制備在基礎研究中具有重要的科學意義和巨大的應用潛力。高指數晶面表面具有豐富的原子排列結構，可以為高質量范德華薄膜材料的外延生長以及電化學還原催化方面的應用提供強有力的支持。例如，高質量的新型二維材料單晶薄膜以及單一取向納米帶材料的外延生長能夠通過高指數晶面單晶金屬箔襯底得以實現。然而由于高指數晶面具有高表面能，在熱力學以及動力學上并不能優先形成，因此具有高指數晶面的大尺寸單晶金屬箔的可控制備仍然是一個巨大的挑戰。
預應變誘導制備大尺寸高指數晶面單晶鎳箔示意圖及實物圖
針對這一難題，胡平安教授團隊發展了一種預應變工程調控技術，通過引入應變能改變了低指數晶面在熱力學上形成的絕對優勢，可以調節應變能大小，高效可控制備出一系列具有高指數晶面（單晶面）的單晶箔，最大的單晶鎳箔尺寸超過5x8cm2，通過熱力學理論分析以及分子動力學模擬解釋了預應變調控高指數晶面的內在機理。該預應變工程調控技術具有一定的普適性，可以推廣至其它單晶金屬箔材料的制備。此外，研究團隊還在單晶Ni(012)箔上制備出高質量的石墨薄膜，在熱管理領域具有巨大的應用潛力。
哈工大為論文唯一通訊單位，胡平安教授為論文通訊作者，材料學院博士生蘇震為論文第一作者。航天學院荊宇航教授、材料學院李興冀教授參與了分子動力學模擬相關的研究工作，材料學院張雁祥教授對本工作的熱力學理論分析提供了幫助。
來源：哈爾濱工業大學
原文鏈接：https://news.hit.edu.cn/2024/0530/c1510a235895/page.htm
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