548 工程科学学报，第43卷，第4期 成基柱界面(Basal/Prismatic interface,.BPI)(图3(a5) 隙原子大多处于BC和S构型.当去孪晶过程进 基柱界面开始迁移之后孪晶长度缩短.在共格孪 入以基柱面迁移为主的阶段，原本位于共格孪晶 晶界迁移及基柱界面迁移的共同作用下，孪晶的两 界之上的自间隙原子随着共格孪晶界消失而被释 种晶界全部相互湮灭，孪晶消失（图3(a6).综上， 放，停留在孪晶消失时的位置.由于自间隙原子随 102拉伸孪晶的去孪晶有先后两个不同的过程， 共格孪晶界的迁移，整个去孪晶过程导致了自间 首先是共格孪晶界的迁移导致的孪品厚度减小， 隙原子的空间分布发生变化，最后停留在孪晶消 然后是基柱界面的迁移导致的孪晶长度缩短，直 失的区域，并集中在孪晶界消失平面附近.此时， 至孪晶消失 自间隙原子构型以BS、BC和BO构型为主，与去 图3(b)为在两个共格孪晶界之间（孪晶内部） 孪晶过程开始之前不同.这是因为自间隙原子在 预置十个自间隙原子时的去孪品过程.结果显示， 共格孪品界的影响下沿基平面的扩散特征使其转 在有自间隙原子的情况下，去孪晶过程中的孪晶 变为基面构型，即BS,BC和BO 界迁移与图3(a)中所示基本一致，但自间隙原子 2.3共格李晶界对间隙原子的吸附机制 的位置会随着孪晶界迁移而改变.在与共格孪晶 本节我们将通过微观结构演化分析探讨共格 界相遇之前，自间隙原子稳定在预置的位置静止 孪晶界对自间隙原子的吸附机制.模拟结果显示， 不动，并大多处于C和S构型.迁移过程中当共格 对于每一个间隙原子，当共格孪晶界迁移至距该 孪晶界经过时，自间隙原子被吸附并随之迁移 间隙原子足够近的位置时，该自间隙原子会主动 (图3(b1~b3)),共格孪晶界迁移过后的区域内不 向共格孪品界运动，并吸附于其上，吸附过程如 再有自间隙原子.被吸附在共格孪晶界上的自间 图4(b)所示.自间隙原子无论处于C构型还是 0.4 之 0.2 (b1) -0.2 Basal plane CTB -0.4 -0.6 Potential energy/eV (b2) -1.061 0.8 Reaction coordinates (a) SIA Basal plane b3) 1.572 [10I01 [10i2] 个 今[110) 7 (c) (b) Potential energy/eV CTB -125 ● ● [10T2]● ● ● e6 [10i2 ● -1.56 i01 [1210] (d) 图4NEB计算的系统势能形貌(a):0K时自间隙原子位于自发吸收区内被共格孪品界吸收的过程(b)(原子按其势能大小着色，孪品界处原子与 可隙原子均被放大显示)：从0001]方向观察吸收的路径（©）：从1210及1011两个方向上观察被共格李品界吸收后间隙原子的构型(d)(原子按 其势能大小若色，左图品界处原子与间隙原子均被放大显示，以便观察) Fig.4 Potential energy landscape (a)associated with the atomic configurations described in(b);Process of SIA absorption by CTB in the spontaneous absorption region at 0 K(b)(Atoms are colored according to potential energy.Atoms on the CTB and in the interstitial structure are magnified for observation):Path of absorption observed in the [0001]direction (c)Configurations of SIAs absorbed by the CTB observed in the directions of110 and 1011(d)(Atoms are colored according to potential energy.Atoms on the CTB and in the interstitial structure are magnified for observation in the left part){ 1012¯ } 成基柱界面（Basal/Prismatic interface, BPI）（图 3（a5））. 基柱界面开始迁移之后孪晶长度缩短. 在共格孪 晶界迁移及基柱界面迁移的共同作用下,孪晶的两 种晶界全部相互湮灭，孪晶消失（图 3（a6））. 综上， 拉伸孪晶的去孪晶有先后两个不同的过程， 首先是共格孪晶界的迁移导致的孪晶厚度减小， 然后是基柱界面的迁移导致的孪晶长度缩短，直 至孪晶消失. 图 3（b）为在两个共格孪晶界之间（孪晶内部） 预置十个自间隙原子时的去孪晶过程. 结果显示， 在有自间隙原子的情况下，去孪晶过程中的孪晶 界迁移与图 3（a）中所示基本一致，但自间隙原子 的位置会随着孪晶界迁移而改变. 在与共格孪晶 界相遇之前，自间隙原子稳定在预置的位置静止 不动，并大多处于 C *和 S *构型. 迁移过程中当共格 孪晶界经过时，自间隙原子被吸附并随之迁移 （图 3（b1～b3）），共格孪晶界迁移过后的区域内不 再有自间隙原子. 被吸附在共格孪晶界上的自间 隙原子大多处于 BC 和 S *构型. 当去孪晶过程进 入以基柱面迁移为主的阶段，原本位于共格孪晶 界之上的自间隙原子随着共格孪晶界消失而被释 放，停留在孪晶消失时的位置. 由于自间隙原子随 共格孪晶界的迁移，整个去孪晶过程导致了自间 隙原子的空间分布发生变化，最后停留在孪晶消 失的区域，并集中在孪晶界消失平面附近. 此时， 自间隙原子构型以 BS、BC 和 BO 构型为主，与去 孪晶过程开始之前不同. 这是因为自间隙原子在 共格孪晶界的影响下沿基平面的扩散特征使其转 变为基面构型，即 BS，BC 和 BO. 2.3    共格孪晶界对间隙原子的吸附机制 本节我们将通过微观结构演化分析探讨共格 孪晶界对自间隙原子的吸附机制. 模拟结果显示， 对于每一个间隙原子，当共格孪晶界迁移至距该 间隙原子足够近的位置时，该自间隙原子会主动 向共格孪晶界运动，并吸附于其上，吸附过程如 图 4（b）所示. 自间隙原子无论处于 C *构型还是 0.4 Relative energy/eV b1 b2 b3 0.2 0 −0.2 −0.4 −0.6 −0.8 0.27 eV Reaction coordinates (a) (b) (b1) SIA CTB Basal plane h1 (b2) [101− 2] [1− 011] (b3) −1.572 −1.061 Potential energy/eV [12− 10] [101− 0] SIA CTB Basal plane (c) BC S * −1.56 −1.25 Potential energy/eV [101− [101 2] − 2] [1− 011] [12− 10] BC S * BC S * CTB (d) [ 1210 ¯ ] [ 1011 ¯ ] 图 4 NEB 计算的系统势能形貌（a）；0 K 时自间隙原子位于自发吸收区内被共格孪晶界吸收的过程（b）（原子按其势能大小着色，孪晶界处原子与 间隙原子均被放大显示）；从 [0001] 方向观察吸收的路径（c）；从 及 两个方向上观察被共格孪晶界吸收后间隙原子的构型（d）（原子按 其势能大小着色，左图晶界处原子与间隙原子均被放大显示，以便观察） [ 1210 ¯ ] [ 1011 ¯ ] Fig.4 Potential energy landscape (a) associated with the atomic configurations described in (b); Process of SIA absorption by CTB in the spontaneous absorption region at 0 K (b) (Atoms are colored according to potential energy. Atoms on the CTB and in the interstitial structure are magnified for observation); Path of absorption observed in the [0001] direction (c); Configurations of SIAs absorbed by the CTB observed in the directions of and (d) (Atoms are colored according to potential energy. Atoms on the CTB and in the interstitial structure are magnified for observation in the left part) · 548 · 工程科学学报，第 43 卷，第 4 期