热峰诱导的碳纳米管升华

我们报告并论证了在低能 Cs+ 辐照单壁碳纳米管中碳团簇发射质谱数据中一致观察到的四个实验事实。首先，在 0.2 keV 至 2.0 keV 能量范围内，双原子碳 C(2) 是 Cs+ 溅射产额最高的物种。其次，单原子碳 C(1) 的溅射产额最低。第三，在低 Cs 能量下，发射的物种为 C(2)、C(3) 和 C(4)。最后，随着辐照 Cs+ 能量的增加，原子碳的归一化产额单调增加，而团簇则表现出逐渐减少并趋于饱和。本文证明团簇的溅射是由热峰引起的。二元碰撞级联理论无法解释团簇溅射。我们建立了一个统计热模型来解释实验观测数据。结果表明，团簇 C(x) 的发射概率正比于温度 T 下形成能为 E 的 x-成员空位的产生概率，即 {exp(E/kT)+1}^(-1)。我们利用 DFT 计算得到的单空位和双空位形成能以及归一化实验产额的比值来估计热峰温度。我们表明，通过引入热峰，可以解释 Cs+ 辐照 SWCNT 的团簇发射和多重空位产生。我们还建议对溅射的 Monte Carlo 类型计算进行修改。