MXenes 在电子束下稳定性的第一性原理研究
材料科学
2021-04-13 v2
摘要
通过第一性原理计算研究了二维 MXene 薄片与（扫描）透射电子显微镜电子束的相互作用。我们通过从头算分子动力学模拟模拟了 TiC MXene 薄片的击出位移阈值，并基于缺陷形成能近似得到另外五种 MXenes（TiC、TiN、NbC、MoTiC 和 TiCN）的相应阈值。我们评估了溅射截面与溅射速率，并据此得到表面组成的演化。我们发现，在出射表面且对于“低”透射电镜能量，H 与 F 以相同速率溅射，但在“高”透射电镜能量下 F 溅射最强。在入射表面，H 溅射占主导。各研究的 MXenes 结果大体相似，且尽管不同金属原子的位移阈值有所差异，这些阈值始终过高而不会导致金属原子的显著溅射。我们模拟了溅射连续阶段的电子显微镜图像，发现虽难以基于斑点强度识别表面基团，但 O 基团周围晶格的局部收缩应可被观测到。我们还研究了被石墨烯封装的 MXenes，发现其除 H 外可为所有表面基团原子提供针对击出损伤的有效保护。
引用
@article{arxiv.2007.04941,
title = {First principles study of stability of MXenes under electron beam},
author = {Rina Ibragimova and Zhong-Peng Lv and Hannu-Pekka Komsa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.04941},
year = {2021}
}