利用电子束操控在石墨烯中掺杂铬以实现功能性缺陷工程
材料科学
2023-07-13 v1
摘要
石墨烯中的铬原子被提出可依据其在石墨烯结构内的局部成键几何表现出磁矩与自旋选择性导电态，这有望在自旋电子学中带来有趣的应用。尽管备受关注，即便理论上铬掺杂是稳定的，关于石墨烯中铬掺杂原子的直接实验报道仍很少。在此，我们通过在扫描透射电子显微镜中受控使用聚焦电子束，展示了将单个铬掺杂原子引入石墨烯晶格及石墨烯边缘的方法。我们实现了掺杂位置的局部控制，并且当与电子束扫描过程中的靶向原位铣削相结合时，这些策略展示了在电子显微镜中制备定制化纳米结构器件的重要环节。该方法是借助第一性原理计算验证的，以理解制备过程中的合成路径，并揭示嵌入石墨烯中铬原子的能量学与局部性质；例如，铬掺杂可将石墨烯转变为磁性半导体材料，这表明铬掺杂石墨烯可用作潜在电子器件的构建单元及其构造手段。
引用
@article{arxiv.2307.05777,
title = {Doping of Cr in Graphene Using Electron Beam Manipulation for Functional Defect Engineering},
author = {Ondrej Dyck and Mina Yoon and Lizhi Zhang and Andrew R. Lupini and Jacob L. Swett and Stephen Jesse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05777},
year = {2023}
}