Visualisering af de indlejrede snoede grænseflader af todimensionelle materialer

For at besvare disse spørgsmål har professor Qunyang Lis gruppe ved Tsinghua University og professor Ouyang Wengens gruppe ved Wuhan University udviklet en ny metode baseret på konduktiv atomkraftmikroskopi (c-AFM) til at karakterisere og rekonstruere den interne stablingstilstand af snoet lagdelt materiale gennem simple overfladekonduktivitetsmålinger. Det relaterede arbejde er blevet offentliggjort i National Science Review .

Deres eksperimentelle resultater har vist, at de snoede grænseflader stadig kan gennemgå atomar rekonstruktion og især påvirke overfladens ledningsevne, selv når de er indlejret 10 atomlag under overfladen. For bedre at forstå den atomare struktur af det snoede flerlagssystem, er et flerlags grafensystem svarende til de eksperimentelle prøver blevet konstrueret i en molekylær dynamik (MD) simuleringsmodel ved nøjagtigt at overveje interlagsinteraktionerne.

Simuleringsresultaterne har afsløret, at for småvinklede snoede grænseflader, der er indlejret i det indre af materiale, kan atomrekonstruktion faktisk forekomme og fremme rotationsdeformationen i planet af de tilstødende grafenlag. Den atomare rotationsdeformation af grafenlaget henfalder dog gradvist, når man bevæger sig væk fra den snoede grænseflade.

Baseret på de atomare strukturer afsløret i MD-simuleringer, foreslog forskergruppen en serie spredningsmodstandsmodel (SSR-model) for at kvantificere indflydelsen af ​​stablingstilstanden af ​​snoet flerlagssystem på dets overfladeledningsevne.

Den nye model gør det muligt at lave en korrelation mellem overfladekonduktiviteten og den interne stablestruktur direkte, hvilket er anvendeligt selv for snoede flerlagsprøver med komplekse krystaldefekter (f.eks. dislokationer). Værket giver et enkelt, bekvemt og højopløseligt middel til at karakterisere de interne stablestrukturer af snoede lagdelte materialer, hvilket er afgørende for grundlæggende undersøgelser af 2D stablede strukturer og udviklingen af ​​ny snoet elektronik.

Flere oplysninger: Huan Wang et al., Udledning af de interne grænseflader af snoet flerlagsgrafen via moiré-reguleret overfladekonduktivitet, National Science Review (2023). DOI:10.1093/nsr/nwad175

Leveret af Science China Press