深入理解和精确控制原子级晶界（GB）运动对多晶材料的晶粒生长和再结晶至关重要。到目前为止，已报道的研究主要集中在理想双晶系统中的GB运动，而对多晶中GB运动的原子机理仍知之甚少。近日，浙江大学Chuanhong Jin，Xibiao Ren等以二维（2D）六方氮化硼（h-BN）为模型系统，通过实验研究了二维多晶中GB运动的原子尺度机制。
本文要点：
1）由于GB的运动与GB的结构直接相关，因此作者将GB分为直形GBs（包括对称GBs和非对称GBs）和弯曲GBs。
2）作者发现：（I）对于对称GBs，仅剪切耦合运动不足以驱动多晶材料中GBs的连续运动，还需要GBs滑动；（II）对于不对称的GB，GB运动遵循defaceting-faceting过程，其中位错反应至关重要；（III）对于弯曲的GBs，剪切耦合的GB运动（在晶粒收缩过程中）导致晶粒旋转，并且旋转方向高度依赖于错位的角度（全部旋转到22°-38°的范围）；（IV）最后，作者讨论二元晶格（h-BN）的特征，并发现部分位错在高错取向角（> 38°）参与GB运动。
该工作建立了二维多晶材料GB运动的原子尺度机理的框架，对诸如晶粒生长和GB工程等技术应用具有指导意义。
Xibiao Ren，et al. Grain Boundary Motion in Two-Dimensional Hexagonal Boron Nitride. ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c05501
