金刚石中杂质原子构型及其在扫描透射电子显微成像中的可见性
材料科学
2023-08-31 v1
摘要
金刚石中分散的杂质为量子信息学、自旋电子学和单声子发射体研究提供了蓬勃发展的平台。基于描述金刚石中杂质原子的庞大实验与理论工作，我们按化学元素综述其构型，讨论相关的原子构型与最重要性质。掺杂结构从单掺杂扩展到共掺杂构型，也可与碳空位结合。尽管它们很重要，但除计算模型外，与掺杂结构相关的精确原子构型所知甚少，部分原因在于微观观测的困难。为评估这些结构的可见性，我们进行了图像模拟，表明较重掺杂剂在扫描透射电子显微环形暗场图像中易于分辨，离焦可见窗口可达超过10 nm。我们进一步给出了金刚石晶格中杂质原子构型（替代位Er原子）的首个原子分辨率图像，并通过与模拟图像比较得以确认。总体而言，我们的结果表明，在解析金刚石中各种杂质原子构型的精确原子结构方面，有一个广阔的研究领域正等待显微学界开拓。
引用
@article{arxiv.2308.16141,
title = {Impurity atom configurations in diamond and their visibility via scanning transmission electron microscopy imaging},
author = {D. Propst and J. Kotakoski and E. H. Åhlgren},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.16141},
year = {2023}
}