氮化钍因熔点高、热导率高，是第四代核能系统的重要候选燃料，但易发生氧化。表面形成的ThO2保护层有望提高其稳定性，但界面结构及其阻氧机制仍缺乏原子尺度认识。该工作基于第一性原理，系统比较了多种ThO2/ThN界面构型，并分析界面成键、电荷转移和氧扩散行为。研究确定了具有良好稳定性的ThO2(111)/ThN(311)界面，发现强O-Th键能够稳定界面，电荷重排形成的内建电场则可抑制电子输运。研究进一步表明，界面对氧具有明显的俘获作用，致密的ThO2晶格则对氧迁移形成显著阻碍。二者共同构成“热力学驱动-动力学阻滞”的协同机制，有效抑制氧的长程渗透。本工作从界面成键、电子钝化和扩散阻滞三个方面揭示了ThO2保护ThN的微观机制，为先进核燃料的界面设计和安全评价提供了理论依据。

文章信息：Guo-Zhu Lei, Yu Yang, Ping Zhang, Shu-Xian Hu*. Mechanism of ThO2/ThN interfaces against charge transfer and oxygen penetration: A First-principles study. Computational Materials Science. 2026 accepted.