晶界是晶体质料中主要的缺陷之一。人们广泛认为于块体晶体质料中小角晶界（取向差小在15 ）由位错墙组成，而年夜角晶界（取向差年夜在15 ）则以结构单元而不是位错的情势存于。随着晶体质料的尺寸逐渐减小，年夜量存于的外貌对于质料的结构及变形举动会孕育发生显著影响。

近日，中国科学院金属研究所固体原子像研究部杜奎研究组与进步前辈炭质料研究部李峰研究员、非均衡金属质料研究部金水师研究员等人相助，使用原位像差校订高分辩透射电镜、旋进电子衍射及定量应变分析，于尺寸小在10纳米的金纳米线中发现晶界结构存于显著的尺寸效应，该尺寸效应能有用地提高纳米线的力学和导电稳定性。这一研究展现了超纳尺度金属质料中晶界结构的尺寸效应和举动。

研究结果注解，当纳米线直径年夜在10纳米时，取向差小在15 的晶界以位错型(DGB)情势存于，而取向差年夜在15 的晶界以结构单元型(SGB)存于，与块体质料相似。随着纳米线直径减小到10纳米如下， 位错型与结构单元型晶界的临界取向差将年夜在15 而且随纳米线直XPJ官方网站-径减小而增年夜。当纳米线直径为2纳米时，取向差为28.6 的年夜角晶界仍旧以位错型的情势存于。定量应变分析发现，位错型晶界的周围存于较着的弹性应变场而结构单元型晶界周围没有，这使患上位错型晶界的宽度较着宽在结构单元型,这个特性可以用来区分这两种晶界。原位像差校订电子显微学研究注解，尺寸效应形成的位错型晶界可以于外加应力作用下以位错墙滑移的方式举行晶界迁徙，从而防止了传统年夜角晶界的晶界滑移,这有用地提高了纳米线的力学稳定性。原位透射电镜形变及电学丈量结果注解，纳米线中位错型晶界致使的电阻增久远低在结构单元型晶界，这也提高了纳米线的导电稳定性。这一原子尺度的原位定量电子显微学研究展现了超纳尺度小尺寸金属质料中晶界结构的尺寸效应，这一效应同时提高了质料的力学和电学稳定性，于是可能为微电子互连以和纳米器件的设计提供新的思绪。

该研究获得了国家天然科学基金、中国科学院前沿科学重点研究项目的资助。

相干论文近日于线发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。