基于非接触式原子力显微镜的金刚石(001)表面原子级观测
材料科学
2024-03-27 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
为实现金刚石(001)表面的原子级表征，过去几十年间人们进行了持续不断的努力。这一追求背后的动机不仅在于研究表面缺陷和吸附物，还在于揭示金刚石光滑生长的奥秘。然而，固有的低电导率和短的 C-C 键使得原子分辨率成像异常困难。在此，我们通过使用带有反应性硅针尖的非接触式原子力显微镜，成功克服了这些挑战。即使在室温下也实现了原子分辨率成像。借助密度泛函理论计算，我们阐明了实现原子分辨率的关键因素在于扫描探针与表面之间倾斜 C-Si 键的形成，以及表面 C-C 二聚体的重排。这些发现的意义超越了表面表征的范畴。当前的原子分辨率显微技术通过提供识别掺杂原子和构建人工纳米结构的途径，推动了金刚石技术的未来发展。
引用
@article{arxiv.2403.17427,
title = {Atomic observation on diamond (001) surfaces with non-contact atomic force microscopy},
author = {Runnan Zhang and Yuuki Yasui and Masahiro Fukuda and Taisuke Ozaki and Masahiko Ogura and Toshiharu Makino and Daisuke Takeuchi and Yoshiaki Sugimoto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.17427},
year = {2024}
}