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原子探针断层扫描:固体中化学键的局部探针

材料科学 2024-03-08 v1

摘要

原子探针断层扫描常被用于以原子分辨率表征固体中的元素分布。在此,我们回顾并讨论了该技术局部探测化学键的潜力。激光辅助场发射中的键断裂过程具有两个特征:分子离子的概率(PMI),即蒸发出分子离子而非单(原子)离子的概率;以及多重事件的概率(PME),即在激光或电压脉冲激发下多于一个碎片的关联场蒸发概率。在此我们证明,可以根据键断裂情况(即其 PME 和 PMI 值)清晰区分具有金属键、共价键和亚价键的固体。场穿透深度的差异可以很大程度上解释这些键断裂的差异。这些发现为理解和设计先进材料开辟了新途径,因为它们允许在纳米尺度上量化固体中的键,本文将通过几个实例予以展示。这些可能性甚至证明将当前方法称为“成键探针断层扫描”(BPT)是合理的。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.04093,
  title  = {Atom probe tomography: a local probe for chemical bonds in solids},
  author = {Oana Cojocaru-Mirédin and Yuan Yu and Jan Köttgen and Tanmoy Ghosh and Carl-Friedrich Schön and Shuai Han and Chongjian Zhou and Matthias Wuttig},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.04093},
  year   = {2024}
}