中科院金属所《Vacuum》：初次将铪调制结构与电子结构理论结合

  Hf是重要的核反应堆控制棒用中子吸收资料；执役过程中基面、柱面、锥面滑移构成的层错、孪晶、FCC持平微观结构，会引起中子吸收截面的改动。

  中国科学院金属研讨所李阁平项目组在对Hf的TEM样品进行显微硬度加载中，观察到很多纳米尺度无公度调制结构，引人重视的是一切调制结构的周期平面与滑移面均不平行，这是经典位错理论无法诠释的。

  项目组人员对（0001）、（10-10）、（11-20)面布里渊区的对称性做多元化的剖析，发现调制结构周期平面尽管不平行于滑移面，但悉数垂直于顶角平分线，研讨扩展到费米面与布里渊区的联络，剖析由此呈现起色。进一步研讨之后发现，衍射谱中卫星斑驳到母斑驳距离与费米面到狄拉克角的距离十分挨近；当费米面与布里渊区界或许狄拉克角相接时，系统的能量会下降，新结构因能量下降而安稳；由此提出了铪中调制结构安稳存在的费米面-布里渊区搭接模型。

  大多数视界中，调制结构的周期取向是散乱的，逐个介绍调制结构描摹会使陈述冗余；走运的是，在一个视场中观察到了三个不同周期方向的调制结构共存的现象，其调制矢量别离为g1，g2和g3，如图1所示，α-Hf的精约电子结构模型，如图2 (a)所示。显微载荷效果下，布里渊区界沿图2中的六个对称方向均可与费米面搭接，系统能量下降，使调制结构安稳下来。实在的操作时，将布里渊区别离沿g1，g2和g3方向移动0.8 1/nm, 0.65 1/nm and 0.77 1/nm，成果发现布里渊区刚好和费米面相接，并在倒空间中对应卫星斑驳。

  研讨工作还在进行中，调制结构构成的动力学等问题需要进行深入研讨，但初次将Hf调制结构与电子结构理论相结合，对微结构研讨仍有必定探究价值；此外，很多的调制结构会对中子发生额定的散射，这对研讨Hf的中子吸收机制会有所启示。

  图2. (a) 倒易空间中Hf的布里渊区和费米外表的示意图； (b-g) 布里渊区移动的六种理论方法。

  图3. (a) 图1(b)中方框区域的FFT图画; (b-c) 纯铪中三向调制结构的构成机理示意图；(d) 图1(a)中STEM图画的极图。

  图4. (a) 显微硬度测验前的Hf的布里渊区和费米外表；(b) 三向调制结构构成后，批改的Hf的布里渊区和费米外表。

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