物理科学与技术学院王建波、郑赫课题组近期在室温氧空位迁移机理研究中取得重要进展，揭示了氧化铜纳米线中氧空位的可逆迁移诱导的滞弹性形变机理。相关研究成果以“Room-temperature oxygen vacancy migration induced reversible phase transformation during the anelastic deformation in CuO”（氧化铜滞弹性形变过程中室温氧空位迁移诱导的可逆相变）为题发表在《Nature Communications》（《自然·通讯》）上。武汉大学物理科学技术学院、电子显微镜中心和高等研究院为第一署名单位及唯一通讯作者单位，物理科学与技术学院博士生李雷和陈国旭佳为论文共同第一作者，王建波教授、郑赫副教授为通讯作者。
经典的位错理论认为室温下材料的力学行为主要由线缺陷（位错）及面缺陷（孪晶、晶界等）决定，而点缺陷在室温力学形变中所扮演的角色往往被“忽略”。在前期相关工作的基础上（Phys. Rev. Lett. 109: 225501 (2012)；Phys. Rev. Lett. 123: 216101 (2019)），王建波课题组利用原位电子显微技术，研究了CuO纳米线在弯曲应力作用下的原子尺度滞弹性形变过程。发现室温下应力梯度可诱导氧空位（点缺陷）的快速迁移，而氧空位在压应力一侧的聚集导致缺氧相Cu3O2的形核，引起滞弹性应变；在应力撤去后，伴随着氧空位的可逆迁移，相变过程是可逆的，对应滞弹性应变的回复。进一步结合第一性原理计算阐明了原子尺度氧空位迁移机制。研究结果丰富了对低维材料力学行为的认知，为相关体系（如Cu-O基高温超导）的物性调控提供参考。
CuO纳米线的滞弹性（a-c）以及常温氧空位迁移机理（d-f）
该研究受到国家自然科学基金、湖北省自然科学基金及江苏省自然科学基金的项目资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-24155-z
