GeSn合金中短程有序的三维纳米尺度映射
材料科学
2022-03-14 v1 原子与分子团簇
统计计算
摘要
GeSn-on-Si因其在中红外应用中的可调直接带隙而引起了大量研究兴趣。近来，GeSn合金中的短程有序（SRO）已在理论上被预测，其深刻影响能带结构。然而，表征GeSn中的SRO颇具挑战。在原子探针层析术中对第K近邻（KNN）进行物理信息驱动的泊松统计分析的指导下，本文展示了一种用于GeSn中三维纳米尺度SRO映射与半定量应变映射的新方法。对于Sn含量约14 at.%的GeSn，在10x10x10 nm纳米立方体中Sn-Sn一近邻的SRO参数可偏离随机合金达15%。SRO参数相对较大的涨落导致了光学上观测到的带边软化。Sn-Sn一近邻也倾向于在表面更受青睐，在应变弛豫或拉伸应变下较不受青睐，而几乎与局域Sn组分无关。一种基于原子位置最小二乘拟合的算法进一步验证了该泊松-KNN统计方法。与现有的宏观光谱或电子显微技术相比，这一新的APT统计分析独特地提供了在含数百万原子的相对大体积中纳米尺度分辨率的三维SRO映射。它也可推广用于研究其它合金体系中的SRO。
引用
@article{arxiv.2203.05667,
title = {3D Nanoscale Mapping of Short-Range Order in GeSn Alloys},
author = {Shang Liu and Alejandra Cuervo Covian and Xiaoxin Wang and Cory T. Cline and Austin Akey and Weiling Dong and Shui-Qing Yu and Jifeng Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.05667},
year = {2022}
}