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Role of Antisite Disorder on Preamorphization Swelling in Titanate Pyrochlores

Authors :
Chao Jiang
Maulik K. Patel
Thomas Hartmann
D. J. Safarik
James A. Valdez
Blas P. Uberuaga
Gianguido Baldinozzi
Somnath Choudhury
Ken McClellan
Kurt E. Sickafus
Jonghan Won
Ming Tang
Yongqiang Wang
Darrin D. Byler
Igor O. Usov
Yinwan Li
Los Alamos National Laboratory (LANL)
Harry Reid Center for Environmental Studies
University of Nevada [Reno]
Laboratoire Structures, Propriétés et Modélisation des solides (SPMS)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Analyse Microstructurale des Matériaux (LA2M)
Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA)
Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN)
CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
C'nano IDF (Solnac project.)
Source :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2012, 108 (19), pp.195504. ⟨10.1103/PhysRevLett.108.195504⟩, Physical Review Letters, 2012, 108 (19), pp.195504. ⟨10.1103/PhysRevLett.108.195504⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
American Physical Society (APS), 2012.

Abstract

Ion irradiation experiments and atomistic simulations were used to demonstrate that irradiation-induced lattice swelling in a complex oxide, ${\mathrm{Lu}}_{2}{\mathrm{Ti}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$, is due initially to the formation of cation antisite defects. X-ray diffraction revealed that cation antisite formation correlates directly with lattice swelling and indicates that the volume per antisite pair is approximately $12\text{ }\text{ }{\AA{}}^{3}$. First principles calculations revealed that lattice swelling is best explained by cation antisite defects. Temperature accelerated dynamics simulations indicate that cation Frenkel defects are metastable and decay to form antisite defects.

Details

ISSN :
10797114 and 00319007
Volume :
108
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review Letters
Accession number :
edsair.doi.dedup.....60aa59f1813748f47a6fd1c66af3d864
Full Text :
https://doi.org/10.1103/physrevlett.108.195504