双层石墨烯中的离位损伤：催化路径的迹象
介观与纳米尺度物理
2013-12-16 v2 材料科学
摘要
我们通过高分辨率透射电子显微镜研究了双层石墨烯在低于石墨烯离位损伤阈值的电子辐照下的结构响应。我们观察到一种类型的双空位（我们称之为蝴蝶缺陷）在那些不会在洁净单层石墨烯中形成空位的辐射能量和剂量下形成了。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算，我们分析了与第二层存在相关的两种可能原因以解释观察到的现象：缺陷稳定性的增加或其形成过程中的催化效应。对于前者，单层和双层系统中缺陷的形成能计算结果表明稳定性变化可忽略不计。对于后者，从头算分子动力学模拟表明，与单层石墨烯相比，双层石墨烯中直接 expulsion 的阈值能量并未降低，并且我们证明了通过低于该阈值能量的催化中间态形成双空位的可能性。估算的截面与实验观察结果一致。因此，我们展示了在低于 expulsion 阈值能量的电子辐射下，通过催化路径形成空位的可能性。
引用
@article{arxiv.1309.7346,
title = {Knock-on damage in bilayer graphene: indications for a catalytic pathway},
author = {Jon Zubeltzu and Andrey Chuvilin and Fabiano Corsetti and Amaia Zurutuza and Emilio Artacho},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.7346},
year = {2013}
}
备注
12 pages, 8 figures