球友会-qy球友会

成核和生长是结晶的两个重要阶段，对晶体的晶相、尺寸、形貌、性能等起着关键的控制作用。经典理论在模型建立方面，做了很多的假设，如球形假设，毛细近似、静止假设等，导致经典理论不能解释晶体生长过程中观察的很多现象，比如二次成核中的存在的非晶过渡态、组分分离现象等。顺利获得可视化目标化合物的晶体生长过程，阐明晶体的成核及生长机制，指导目标化合物晶体可控制备。

在中国科研实验室先导专项、国家自然科学基金及新疆维吾尔自治区自然科学基金等的资助下，中国科研实验室新疆理化技术研究所与美国劳伦斯国家实验室、欧洲伊比利亚国际纳米实验室合作，利用球差矫正的透射电子显微术及分子动力学模拟，原子尺度揭示了晶体尺寸、缺陷密度及接触方式共同影响的晶体融合生长机制。

原子尺度的动力学研究表明，当一个五重孪晶与更小的纳米晶体（NC）相遇，或两个五重孪晶（5-FT）以面对面的接触方式相遇时，会快速融合生长形成一个新的五重孪晶；当两个晶体以顶角接触顶角的方式相遇，其融合动力学过程则明显滞后且缓慢，这种机制不利于形成五重孪晶，有利于形成复杂多重孪晶结构。这一结果凸显了面缺陷及纳米晶接触方式影响的融合生长过程。此外，该研究还揭示了由于缺陷的存在，原子柱逐个迁移导致的弯曲晶界形成机制。这些结果完善了晶体生长理论的普遍认知，并为晶体生长给予了原子尺度信息。

该研究成果发表在化学类顶级学术期刊《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc.）。中国科研实验室球友会-qy球友会为第一完成单位，博士研究生王宏善为论文第一作者，李俊杰研究员为通讯作者。

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图1 晶体尺寸、缺陷密度、接触方式影响的融合生长