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单原子分辨原位研究石墨烯掺杂动态过程取得进

来源:未知   作者:admin    发布时间: 2020-04-09 09:10   

单原子分辨原位研究石墨烯掺杂动态过程取得进

  图2第一性道理策动模仿:(a-d)Si原子团簇盘旋进程;(e)能量、过渡态构型的俯视和侧视图(左上角插图)、Pz电子漫衍(右上角插图)

  比来,中邦科学院金属筹议所沈阳原料科学邦度(连结)测验室固体原子像筹议部杨志卿副筹议员、前辈炭原料筹议部尹利长副筹议员等与美邦橡树岭邦度测验室筹议职员团结,起初应用像差原子与拓扑缺陷的动态交互并最终掺杂到石墨烯的微观进程,然后采用第一性道理策动揭示了这一原子组织演化的微观机理。动态交互行径有助于人们领会物质组织的微观演变并预测新组织的造成,看待纳米科学身手的开展具有苛重事理。

  筹议职员察觉石墨烯原子平面上的555-777拓扑缺陷具有较高的活性,可能快要邻的逛离Si原子吸引过来。Z衬度成像寓目到正在已有两个Si置换原子的555-777拓扑缺陷处,与Si-Si相邻的一对C-C原子已经很活泼,接续产生90°C-C键盘旋。当第三个逛离的Si原子被吸引到该拓扑缺陷时,它与活泼的C-C原子对张开了激烈的占位比赛,并最终庖代C-C原子对,造成由三个Si原子构成的三聚体团簇。正在电子束效力下,Si三聚体团簇开端盘旋。外面策动其转动能垒约为2.0 eV,转动频率可达1012Hz。测验寓目还外白,盘旋的Si原子团簇及撑持它的石墨烯极端平静,电子束难以再击飞缺陷位处的任何一个Si原子和C原子。这一结果分别于以前报道的石墨烯纳米孔易失稳,继而产生扩展或愈合,注解Si藻饰或许是平静石墨烯纳米孔的有用途径之一。外面策动外白Si藻饰平静石墨烯纳米孔的机理是:Si原子与石墨烯纳米孔的边沿悬键C的键合目标于采用sp3杂化的四面体配位键合体例,有用排斥逛离C原子进入石墨烯平面,从而可能很好地平静石墨烯纳米孔组织。平静的石墨烯纳米孔正在高区分率DNA测序、化学辞别等方面具有潜正在的行使价钱。

  图1(a)C-C键90°盘旋;(b)Si原子比赛占位;(c)Si原子团簇60°盘旋