自钝化形成原子级锐利闭合双层磷烯边缘
介观与纳米尺度物理
2022-08-03 v1 材料科学
应用物理
摘要
二维(2D)晶体的边缘结构不仅影响其整体性质，还因其介导合成与刻蚀过程而决定其形成。边缘必须在原子尺度上仔细考察，因为它们常表现出复杂且出乎意料的 features，如重构、功能化与不可控污染。本文中，我们考察原子尺度边缘结构并揭示双层磷烯中的重构行为。我们利用磷烯/石墨烯样品在高温下的原位透射电子显微镜(TEM)观测，以最小化表面污染并降低电子束损伤，从而观察到本征边缘构型。研究发现，在电子束辐照下双层锯齿形(ZZ)边缘是最稳定的边缘构型。通过第一性原理计算及不同倾转与离焦条件下的 TEM 图像分析，我们发现双层 ZZ 边缘发生边缘重构，从而获得闭合、自钝化的边缘构型。第一性原理计算证实了闭合双层 ZZ 边缘极低的形成能及其对电子束辐照的高稳定性。此外，我们制备了具有原子级锐利闭合 ZZ 边缘的双层磷烯纳米带。所确定的双层 ZZ 边缘将有助于对磷烯及相关结构的合成、降解、重构与应用的基础理解。
引用
@article{arxiv.2208.01288,
title = {Atomically Sharp, Closed Bilayer Phosphorene Edges by Self-Passivation},
author = {Sol Lee and Yangjin Lee and Li Ping Ding and Kihyun Lee and Feng Ding and Kwanpyo Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.01288},
year = {2022}
}
备注
22 pages, 5 figures