Natürliche Strategien zur Schaffung einer Morphologie, die nicht dem Gleichgewicht entspricht

Die Selbstreparatur ist ein natürliches Phänomen, das in einer Vielzahl von Bereichen beobachtet und untersucht wurde. Mit Hilfe der Selbstreparaturfähigkeit heilen lebende Arten ihre Wunden selbst, um physiologische Funktionen wiederherzustellen, während nicht-biologische Materialien in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren, wie z. B. das Wachstum dünner Oberflächenschichten bei der Regeneration unvollständiger KH2PO4-Kristalle. Hier haben wir zwei Seeding-Strategien entwickelt, um unvollständige kristallografische Formen (d. h. rechtwinklige konkave Ecken) von supraleitenden YBa2Cu3O7-d (YBCO)-Kristallen mit der Fähigkeit zur Selbstreparatur im Top-Seed-Melt-Growth zu erzeugen. Dabei handelt es sich zum einen um eine In-situ-Selbstorganisation, bei der die Selbsttrennfähigkeit das YBCO-Wachstum fördert, und zum anderen um eine vertikal verknüpfte Keimbildung, bei der die Selbsttrennfähigkeit die YBCO-Keimbildung auslöst. Folglich begann die schnelle Kristallisation an den konkaven Ecken und erzeugte schnell eine anfängliche Wachstumsmorphologie, die sich dem Gleichgewicht näherte. Darüber hinaus fungierten diese Regionen mit schnellem Wachstum, einschließlich des konkaven Kristalls oder der Keimbildung, von Natur aus als wichtige effektive Keimbildungsregionen, die die Vergrößerung des c-orientierten Wachstumssektors und die Verbesserung der Eigenschaften von YBCO-Kristallen ermöglichten.

Autorentext

Xin Yao ist außerordentlicher Professor an der Fakultät für Physik und Astronomie der Shanghai Jiao Tong University (SJTU). Yanhan Zhu erhielt seinen Bachelor-Abschluss in angewandter Physik 2014 von der Central South University, China, und seinen PhD-Abschluss in Physik 2023 von der Shanghai Jiao Tong University, China.