利用扫描隧道显微镜表征和操控绝缘六方氮化硼中的单个缺陷

缺陷在决定大多数材料的性质方面起着关键作用，且由于它们往往高度局域化，因此在单缺陷水平上对其进行表征尤为重要。扫描隧道显微镜（STM）已有成像导体、半导体和超薄膜中单个点缺陷电子结构的历史，但在纳米尺度上对本征体绝缘体进行单缺陷电子表征仍然是一个难以实现的目标。在此，我们报告了通过 STM 对本征体六方氮化硼（BN）绝缘体中单个原生缺陷的表征和操控。通常情况下，由于缺乏电流的导电漏极路径，这是不可能的。我们通过采用石墨烯/BN 异质结构克服了这一问题，该结构利用石墨烯的原子级薄特性，使得能够可视化底层体 BN 中的缺陷现象。我们观察到了三种不同的缺陷结构，并将其归因于体绝缘氮化硼内的缺陷。利用扫描隧道谱（STS），我们获得了这些 BN 缺陷结构的电荷和能级信息。除了表征此类缺陷外，我们还发现可以通过施加到 STM 针尖的电压脉冲来操控它们。