利用电子辐照在 hBN 中制造单空位
介观与纳米尺度物理
2023-09-25 v2
摘要
理解电子辐照效应不仅对可靠的透射电子显微镜表征至关重要，也日益关乎二维材料的受控操控。在 50 至 90 keV 的初级束流能量下，利用近超高真空中的像差校正扫描透射电子显微镜测量了单层 hBN 的位移截面。80 keV 以下的损伤速率比此前在较差残余真空条件下于边缘测得的低至多三个数量级，彼时化学刻蚀似乎占主导。值得注意的是，利用电子辐照在 hBN 中制造单空位是可能的，且在 80 keV 以下硼被击出的概率几乎是氮的两倍。此外，即便考虑原子振动，此类低能下的任何损伤也无法用弹性撞出解释。我们发展了理论描述，以解释由探针电子非弹性散射导致的价电离所引起的位移阈值降低，采用电荷约束密度泛函理论分子动力学建模。尽管依约束电荷发现了显著下降，目前仍无法对真实电离态作出定量预测。尽管如此，利用电子辐照在单空位层面对 hBN 进行缺陷工程是有潜力的。
引用
@article{arxiv.2303.00497,
title = {Creation of single vacancies in hBN with electron irradiation},
author = {Thuy An Bui and Gregor T. Leuthner and Jacob Madsen and Mohammad R. A. Monazam and Alexandru I. Chirita and Andreas Postl and Clemens Mangler and Jani Kotakoski and Toma Susi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.00497},
year = {2023}
}
备注
38 pages, 15 figures