解析少层锑烯/石墨烯异质结构
材料科学
2020-09-08 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
二维(2D)锑(Sb，锑烯)因其独特的电子性质及作为下一代电池负极材料的适用性，近期引起关注。然而Sb表现出大的多态/同素异形结构多样性，且受Sb衬底影响。因此理解Sb异质结构形成是2D Sb集成的核心。尤其2D Sb/石墨烯界面作为电子学接触与电池电极至关重要。我们因而通过原子分辨率（扫描）透射电子显微镜研究少层2D Sb/石墨烯异质结构。我们发现两种Sb形貌共存：其一是层状β-Sb的2D生长形貌，具有β-Sb(001)||石墨烯(001)织构；其二是可匹配于β-Sb的一维(1D) Sb纳米线，其β-Sb[2-21]垂直于石墨烯(001)织构，且在结构上亦与热力学非优先的立方Sb(001)||石墨烯(001)密切相关。重要的是，两种Sb形貌均显示与石墨烯衬底的旋转范德瓦尔斯外延。两种Sb形貌均对环境体氧化具有良好的耐受性，尽管表面Sb氧化物层形成值得考虑，包括新型外延Sb2O3(111)/β-Sb(001)异质结构的形成。精确的Sb生长行为对所用工艺与衬底性质敏感，尤其包括直接石墨烯支撑层下方衬底的性质。这引入直接2D支撑层下方的衬底作为2D Sb异质结构形成的关键参数。我们的工作增进了对2D Sb及2D Sb/石墨烯异质结构中丰富相与外延图景的理解。
引用
@article{arxiv.2009.03097,
title = {Resolving Few-Layer Antimonene/Graphene Heterostructures},
author = {Tushar Gupta and Kenan Elibol and Stefan Hummel and Michael Stöger-Pollach and Clemens Mangler and Gerlinde Habler and Jannik C. Meyer and Dominik Eder and Bernhard C. Bayer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.03097},
year = {2020}
}