高偏压下无缝双层石墨烯收缩区中的晶格膨胀
介观与纳米尺度物理
2013-01-30 v1 材料科学
摘要
我们对sp2碳纳米结构的理解仍在不断发展，这对于开发高性能全碳器件至关重要。例如，关于石墨烯或双层石墨烯在高偏压下的结构行为，几乎一无所知。为此，我们利用原位原子分辨率透射电子显微镜研究了高偏压下具有闭合边缘（无缝）的双层石墨烯收缩区。我们直接观察到收缩区内高度局域化的异常大晶格膨胀。随着双层石墨烯收缩区变窄，电流密度和晶格膨胀均增加。当收缩区宽度降至10 nm以下（接近失效前），电流密度升至4·10^9 A cm^{-2}，收缩区表现出晶格膨胀：单轴分量膨胀接近5%，各向同性分量膨胀超过1%。晶格膨胀的起源难以完全归因于热膨胀。碰撞电离是一种载流子从成键态转移到反键态从而削弱键的过程。碰撞电离导致的C-C键特性改变可以解释我们在无缝双层石墨烯收缩区中观察到的异常大晶格膨胀。此外，碰撞电离也可能对观察到的晶格膨胀各向异性有所贡献，尽管应变可能是主导因素。
引用
@article{arxiv.1208.2215,
title = {Lattice Expansion in Seamless Bi layer Graphene Constrictions at High Bias},
author = {Felix Boerrnert and Amelia Barreiro and Daniel Wolf and Mikhail I. Katsnelson and Bernd Buechner and Lieven M. K. Vandersypen and Mark H. Ruemmeli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.2215},
year = {2013}
}
备注
to appear in NanoLetters