Grain boundary structural transformation induced by co-segregation of aliovalent dopants

掺杂剂 材料科学 晶界 兴奋剂 化学物理 杂质 密度泛函理论 透射电子显微镜 结晶学 扫描透射电子显微镜 纳米技术 计算化学 微观结构 光电子学 化学 冶金 有机化学
作者
Toshihiro Futazuka,Ryo Ishikawa,Naoya Shibata,Yuichi Ikuhara
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1) 被引量:12
标识
DOI:10.1038/s41467-022-32935-4
摘要

Abstract Impurity doping is a conventional but one of the most effective ways to control the functional properties of materials. In insulating materials, the dopant solubility limit is considerably low in general, and the dopants often segregate to grain boundaries (GBs) in polycrystals, which significantly alter their entire properties. However, detailed mechanisms on how dopant atoms form structures at GBs and change their properties remain a matter of conjecture. Here, we show GB structural transformation in α -Al 2 O 3 induced by co-segregation of Ca and Si aliovalent dopants using atomic-resolution scanning transmission electron microscopy combined with density functional theory calculations. To accommodate large-sized Ca ions at the GB core, the pristine GB atomic structure is transformed into a new GB structure with larger free volumes. Moreover, the Si and Ca dopants form a chemically ordered structure, and the charge compensation is achieved within the narrow GB core region rather than forming broader space charge layers. Our findings give an insight into GB engineering by utilizing aliovalent co-segregation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
2秒前
123发布了新的文献求助10
3秒前
zhengyalan完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
Davidjun发布了新的文献求助10
4秒前
学术zha发布了新的文献求助10
4秒前
小崔完成签到,获得积分10
6秒前
共享精神应助认真的焦采纳,获得10
6秒前
若水完成签到,获得积分10
7秒前
上好佳发布了新的文献求助10
7秒前
Rochester完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
飞竹天寻完成签到,获得积分20
8秒前
Teresa完成签到,获得积分20
9秒前
Owen应助读书妖精文亭逐采纳,获得10
9秒前
SciGPT应助若水采纳,获得10
9秒前
淳于语海完成签到 ,获得积分10
9秒前
小蘑菇应助jennyyu采纳,获得10
10秒前
小七2022完成签到,获得积分10
10秒前
swy完成签到,获得积分10
10秒前
nemuruinu完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
爆米花应助343727237@qq.com采纳,获得10
11秒前
小董完成签到,获得积分10
11秒前
xiao完成签到,获得积分10
11秒前
bluesmile完成签到,获得积分10
12秒前
刘刘完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
果实发布了新的文献求助10
13秒前
小杜完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Orange应助听话的萤采纳,获得10
14秒前
问123完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
蘑菇发布了新的文献求助10
15秒前
阿俊发布了新的文献求助10
15秒前
和谐的棉花糖完成签到 ,获得积分10
16秒前
高分求助中
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind (Sixth Edition) 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
Christian Women in Chinese Society: The Anglican Story 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3960796
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3506987
关于积分的说明 11133209
捐赠科研通 3239307
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1790107
邀请新用户注册赠送积分活动 872145
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 803149