text: 【TEM】电镜技术，再登Science!
  晶界(GB)滑动有时与GB迁移相结合，进而影响多晶材料的无弹性变形。
  理论计算为GB变形提供了一些理解，但高度理想化的模型是否适用于真实多晶体系还有待证明。
  有鉴于此， 北京工业大学韩晓东教授、佐治亚理工学院朱廷教授和浙江大学张泽院士等人合作， 利用像差校正透射电镜原位在原子尺度上观察了面心立方双晶Pt(FCC Pt)中一般高角度倾斜GBs滑动主导变形过程 :选择FCC Pt是因为薄膜双晶的几何形状能发生大规模GB移动，便于在大滑动距离上监测GB滑动过程。
  最终观测到沿GB的直接原子滑动和边界平面上的原子转移滑动，揭示了前所未有的GB滑动耦合原子平面转移的模式。
  特殊设计的双倾斜原位HRTEM应变台
  球差电镜
  作者利用像差校正透射电子显微镜(Cs-TEM)进行纳米力学测试，在原子尺度上原位观察FCC Pt中一般高角度倾斜GB的滑动主导变形过程 。
  初始GB段的放大Cs-TEM图像显示，左侧(GL)和右侧(GR)晶粒均与区轴对齐，白点代表原子柱的投影(图1I)。
  常见的真实多晶中观测到的不对称GB倾向于形成具有原子级台阶的原子级晶面(在GB平面的一侧或两侧)。
  这种波纹可以描述为由三到四个原子宽的面隔开的单个原子层高度的台阶。
  这些位错通常结合在一起形成GB Lomer锁，每个锁都有一个五元单元的特征核心结构(以五边形为标志)。
  在GB滑动过程中，每个Lomer锁调整其位置和结构，经常暂时分离成两个独立的位错，随后重新组合成一个Lomer锁。
  列i附近的其他原子列(小写字母)也以类似于刚体平移的方式滑动。
  在没有GB迁移的情况下，这个过程是纯(或直接)GB滑动。
  在此过程中，GB Lomer锁的五元核心单元调整了它们的位置和/或形状，相邻晶粒之间的错向没有明显变化。
  这种纯滑动是通过沿边界面滑动的断口来调节的。
  图2 非对称 倾斜GB的原子分辨滑动
  GB一侧晶粒表面上的层的数量发生变化，层的组成原子柱转移到GB另一侧晶粒表面上的第一层，发现了转移的原子柱沿边界面的转移。
  图2D中的大小写字母混合证实了这一过程。
  为了更清楚地证明GB的滑动，作者开发了一种自动原子柱跟踪方法 。
  这种方法可以自动标记原子列，从而在滑动过程中在图像之间关联它们(图5)。
  5s时(图6A)，原子柱h位于GB Lomer锁的五元核心单元。
  该核心单元包含一个相对较大的自由空间，可以认为是晶粒GR表面上的一个空位。
  这种条纹可能是由于同一原子柱h上的单个原子的瞬态转移过程，但由于扭结成核和沿原子柱方向的迁移而经历了不均匀的面内位移。
  原子柱轨迹的自动跟踪进一步证实了h′的形成(图6D)。
  原子输运的扩散过程可能是由空位迁移介导的。
  作者进一步获得了5s时的原子体积应变图 (图6E)。
  GB Lomer 锁的五元核心单元显示出巨大的局部体积扩展，表明该核心单元的局部膨胀因滑动而增加，有利于h的转移。
  该结果表明，新原子柱的出现或先前存在的原子柱的消失可以有效地适应与阶梯状晶粒面相关的局部变形不相容性，从而防止在GB处形成能耗大的空洞或原子柱堵塞。
  因此，GB-Lomer锁的五元核心单元在GB区原子柱的转移以及相关原子柱的形成和移除中起着重要作用。
  图5 自动跟踪原子柱和相关的原子轨迹
  图6 原子柱轨迹的自动跟踪
  随后，原子柱E转移到新形成的空位，导致顶部五元核心单元运动至GL面。
  从底部的核心单元观察到了类似的过程。
  显然，上述结论证实了GB滑动和原子平面转移的耦合过程是通过一系列原子柱转移和运动的位移完成的。
  图8 GB-Lomer锁的运动与形成
  由于施加的高应力，这种断口在滑动期间是短暂的。
  尽管如此，作者还是捕捉到了一个断口(图8C)，这是因为它与先前存在的(固有的)GB位错相结合，在顶部和底部的GB Lomer锁之间形成了一个新的GB Lomer锁。
  随后的GB滑动导致了这个临时锁的毁灭，五元核心单元分解了，先前存在的GB错位再次出现。
  这种GB-Lomer锁的形成和分解与断口滑动的位移过程有关。
  这些结果强调了大局部体积应变对驱动GB处原子柱的形成、移除和转移的重要影响。
  总的来说，这项工作展示了利用原位原子分辨率的TEM实验来理解多晶材料中界面介电变形和失效机制的巨大潜力，并为实验和原子建模之间的高分辨信息交换提供了新的机会。