நானோ அளவிலான கிராபெனில் குறைபாடு உருவாக்கத்தின் இடஞ்சார்ந்த கட்டுப்பாடு | இயற்கை தொடர்புகள்

நானோ அளவிலான கிராபெனில் குறைபாடு உருவாக்கத்தின் இடஞ்சார்ந்த கட்டுப்பாடு | இயற்கை தொடர்புகள்

Anonim

பாடங்கள்

  • கிரபேன்

சுருக்கம்

கிராபெனின் குறைபாடுகள் அதன் மின், வேதியியல், காந்த மற்றும் இயந்திர பண்புகளை மாற்றுகின்றன. கிராபெனில் உள்ள குறைபாடுகளை வேண்டுமென்றே உருவாக்குவது அதன் பண்புகளை பொறியியல் செய்வதற்கான வழிமுறையை வழங்குகிறது. அயன் கதிர்வீச்சு போன்ற நுட்பங்கள் வேண்டுமென்றே கிராபெனில் அணு குறைபாடுகளைத் தூண்டுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக, திசைதிருப்பல்கள், ஆனால் இந்த குறைபாடுகள் தோராயமாக பெரிய தூரங்களில் சிதறடிக்கப்படுகின்றன. நானோ அளவிலான துல்லியத்துடன் குறைபாடு உருவாவதைக் கட்டுப்படுத்துவது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க சவாலாக உள்ளது. கவனம் செலுத்திய எலக்ட்ரான் கற்றைக்கு அதன் வெளிப்பாட்டைத் தக்கவைத்துக்கொள்வதன் மூலம் கிராபெனில் குறைபாடு உருவாகும் இடம் மற்றும் சராசரி சிக்கலான தன்மை இரண்டையும் இங்கே கட்டுப்படுத்துகிறோம். கிராபெனின் 10 × 10 என்எம் 2 பிராந்தியத்திற்குள் திசைதிருப்பல்கள் மற்றும் பெரிய ஒழுங்கற்ற கட்டமைப்புகள் உருவாக்கப்படுகின்றன மற்றும் பிறழ்வு-சரிசெய்யப்பட்ட டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்ட பிறகு படமாக்கப்படுகின்றன. உருவாக்கப்பட்ட சில குறைபாடுகள் நிலையானவை, மற்றவர்கள் பிணைப்பு சுழற்சிகள் மற்றும் மேற்பரப்பு அடாடோம் ஒருங்கிணைப்பு மூலம் எளிமையான கட்டமைப்புகளுக்கு தளர்த்தப்பட்டன. கிராபெனின் அடிப்படையிலான ஆராய்ச்சியில் அணு குறைபாடுகளைப் பயன்படுத்த இந்த முடிவுகள் முக்கியம்.

அறிமுகம்

கிராபெனின் 1 இன் குறைபாடுகள் அதன் பண்புகளை 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 மாற்றியமைப்பது மட்டுமல்லாமல், வேதியியல் எதிர்வினைகளுக்கான தளங்களை வழங்குவதன் மூலம் அதன் செயல்பாட்டை விரிவுபடுத்துகின்றன, இது குறிப்பிட்ட புள்ளிகளில் வேண்டுமென்றே ஊக்கமளிக்க உதவுகிறது. கார்பன் நானோ கட்டமைப்புகளில் ஃபுல்லெரின்கள், நானோகுழாய்கள், பீப்பாட்கள் மற்றும் சமீபத்தில் கிராபெனின் 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 போன்ற குறைபாடுகளை உருவாக்குவதில் எலக்ட்ரான் மற்றும் அயன் கற்றை கதிர்வீச்சு வெற்றிகரமாக உள்ளன. அயன் கற்றை கதிர்வீச்சுக்கு, நானோ அளவிலான இடஞ்சார்ந்த கட்டுப்பாடு இல்லாதது மற்றும் அணு மட்டத்தில் சிட்டு கண்காணிப்பில் கிராபெனின் பரந்த பகுதியில் குறைபாடுகள் அவ்வப்போது உருவாகின்றன. மாற்றாக, ஒரு மாறுபாடு-சரிசெய்யப்பட்ட டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (ஏசி-டெம்) க்குள் எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சு மாதிரியை வெற்றிடத்திலிருந்து அகற்றாமல் அல்லது மேலும் தன்மைப்படுத்தும் முறைகளுக்கு உட்படுத்தாமல் சிட்டு அணு நிலை கண்காணிப்பை அனுமதிக்கிறது.

ஒரு AC-TEM க்குள் k 86 keV இன் நாக்-ஆன் சேதம் (KOD) வாசலுக்கு மேலே கிராபெனின் எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சு பின்னர் கற்பனை செய்யக்கூடிய குறைபாடுகளை உருவாக்குகிறது, எலக்ட்ரான் கற்றை முடுக்கிவிடும் மின்னழுத்தம் குறைபாடு உருவாக்கப்பட்ட பின்னர் KOD வாசலுக்குக் கீழே குறைக்கப்படுகிறது மேலும் பீம் சேதம் 19, 20, 21, 22, 23 . இருப்பினும், இந்த அணுகுமுறை KOD வாசலுக்கு மேலே உள்ள ஆற்றலுடன் கூடிய கிராபெனின் பெரிய அளவை எலக்ட்ரான்களுக்கு வெளிப்படுத்துகிறது, மேலும் குறைபாடு உருவாக்கத்தை ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்திற்கு கட்டுப்படுத்துவது கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது. ஒரு TEM இல் மையப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான் கற்றைகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு குறிப்பிட்ட நானோ அளவிலான பிராந்தியத்திற்குள் கிராபெனில் குறைபாடு ஏற்படுவதைக் கட்டுப்படுத்தும் முயற்சிகள் 24, 25 கிராபெனில் நானோ துளைகள் அல்லது சிறிய துளைகளை உருவாக்குவதற்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. இந்த வழக்கில் எலக்ட்ரான் கற்றை ஆற்றல் KOD வாசலுக்கு மேலே இருந்தது மற்றும் கிராபெனின் மாதிரி முழுவதும் பல பரந்த-பரவலான சிறிய காலியிடங்களும் உருவாகக்கூடும். KOD வாசலுக்கு மேலே தீவிரமாக கவனம் செலுத்திய எலக்ட்ரான் கற்றை பயன்படுத்துவதன் மூலம் கார்பன் நானோகுழாயில் காலியிடங்களை உருவாக்க ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (STEM) பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது, ஆனால் மீண்டும் மோனோவாக்கன்சிகள் போன்ற பல சிறிய குறைபாடுகளும் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன மாதிரி 26 . கிராபெனின் ஆராய்ச்சியின் இந்த பகுதியில் ஒரு முக்கிய சவால், குறிப்பிட்ட ஆர்வமுள்ள பகுதிக்குள் மட்டுமே குறைபாடுகளைத் தூண்டும் திறன், பின்னர் மேலும் குறைபாடுகளை உருவாக்காமல் கட்டமைப்பை படம்பிடிக்க முடியும்.

இந்த சவாலை நாங்கள் எதிர்கொள்கிறோம் மற்றும் மோனோலேயர் கெமிக்கல் நீராவி படிவு (சி.வி.டி) கிராபெனில் குறைபாடு உருவாக்கத்தின் நானோ அளவிலான கட்டுப்பாட்டை குறைந்தபட்ச மாசுபடுத்தலுடன் நிரூபிக்கிறோம். எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சு திறன் AC-TEM க்குள் 80 kV ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது, இது கிராபெனின் கோட்பாட்டு KOD வாசலுக்குக் கீழே உள்ளது. எவ்வாறாயினும், எலக்ட்ரான் கற்றை தற்போதைய அடர்த்தி (பி.சி.டி) கணிசமாக அதிகரிப்பதன் மூலம் கிராபெனின் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட ஸ்பெட்டரிங் ஏற்படுகிறது, இது 80 கி.வி.யின் KOD வாசலுக்குக் கீழே கூட உள்ளது. எலக்ட்ரான் பி.சி.டி.யை கவனமாகக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், குறைபாடு உருவாக்கம் கிராபெனின் 10 × 10 என்.எம் 2 பகுதிக்குள்ளும், வெளிப்பாடு நேரத்தால் கட்டுப்படுத்தப்படும் சிக்கலான சராசரி அளவிலும் மட்டுப்படுத்தப்படலாம் என்பதைக் காட்டுகிறோம்.

முடிவுகள்

கட்டுப்படுத்தக்கூடிய குறைபாடு உருவாக்கம்

குறைபாடு உருவாக்கத்தின் எங்கள் நானோ அளவிலான கட்டுப்பாட்டின் கருத்தை படம் 1 விளக்குகிறது; BCD ∼ 10 5 e −1 nm −2 s −1 (படம் 1a) இல் சீரான வெளிச்சத்துடன் பீம் சாதாரண இமேஜிங் நிலைகளுக்கு அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த நிலைமைகளின் கீழ் கிராபெனின் குறைபாடுகள் எதுவும் உருவாக்கப்படவில்லை, முந்தைய அறிக்கைகள் 19, 20, 21, 22, 23 . ஒரு குறிப்பு படம் ஆச்சரியமான கிராபெனின் லட்டிலிருந்து எடுக்கப்படுகிறது. அடுத்து பீம் ஒரு பி.சி.டி ∼ 10 8 - 1 என்.எம் -2 எஸ் −1 க்கு 10-என்.எம் விட்டம் கொண்ட இடத்திற்குள் குறைபாடுகளை உருவாக்குகிறது (படம் 1 பி). வெளிப்பாடு நேரம் விரும்பியபடி மாறுபடுகிறது, பின்னர் பீம் இமேஜிங்கிற்கான அசல் நிலைமைகளுக்கு மீண்டும் விரிவுபடுத்தப்படுகிறது (படம் 1 சி) மற்றும் உருவாக்கப்பட்ட குறைபாடுகளால் ஒரு படம் எடுக்கப்படுகிறது, பொதுவாக 30-60 வினாடிகளுக்குள். இந்த தாமதம் கவனம் மற்றும் இரு மடங்கு ஆஸ்டிஜிமாடிசத்தை மறுசீரமைக்க வேண்டியதன் காரணமாக இருந்தது.

Image

மூன்று கொள்கை நிலைகளில் பயன்படுத்தப்படும் பீம் சுயவிவரத்தை விளக்கும் திட்டவட்டமான: ( ) குறைபாடு உருவாவதற்கு முன்பு கிராபெனின் படத்தைப் பயன்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பரந்த கற்றை (வழக்கமான பீம் தற்போதைய அடர்த்தி ∼ 10 5 e - 1 nm −2 s −1 ), ( b ) கவனம் செலுத்திய ஆய்வு குறைபாடுகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் உயர் மின்னோட்ட அடர்த்தி (∼ 10 8 e - 1 nm −2 s −1 ) மற்றும் ( c ) குறைபாடு உருவான பிறகு கிராபெனின் படத்தைப் பயன்படுத்த ஒரு பரந்த கற்றை (∼ 10 5 e - 1 nm −2 s −1 ).

முழு அளவு படம்

பி.சி.டி 8 10 8 e - 1 nm −2 s −1 ஐ அடைந்தபோதுதான் பழமையான கிராபெனின் சுத்தமான பகுதியில் குறைபாடுகள் உருவாக்கப்பட்டன. எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் இடஞ்சார்ந்த சுயவிவரத்தின் பகுப்பாய்வு கவனம் செலுத்தும்போது ஒரே மாதிரியான பி.சி.டி.யைக் காட்டியது, மொத்த பீம் மின்னோட்டத்தில் பாதிக்கும் மேற்பட்டவை ∼ 10 என்.எம் விட்டம் கொண்ட ஒரு மண்டலத்திற்குள் உள்ளன (துணை படம். எஸ் 1). இந்த 10 என்.எம் ஹாட் ஸ்பாட்டினுள் தான் பி.சி.டி 10 8 - 1 என்எம் −2 கள் −1 ஐ அடைகிறது மற்றும் உருவாக்கப்பட்ட குறைபாடுகள் இந்த பிராந்தியத்தில் மட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. ஆய்வை மையப்படுத்திய பின்னர், மாதிரியை படம்பிடிக்க பீம் கவனம் செலுத்துவதற்கு முன்பே முன்னரே தீர்மானிக்கப்பட்ட நேரம் கழிந்தது.

அத்தி 2 மற்றும் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கவனம் செலுத்தும் கற்றைக்கு வெளிப்பாடு நேரத்தை கையாளுவது உருவாகும் குறைபாடுகளின் சராசரி சிக்கலான தன்மையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. படம் 2a ஒரு 30-வினாடிகளுக்கு முன் ஒரு அழகிய கிராபெனின் தாளின் AC-TEM படத்தைக் காட்டுகிறது. வெளிப்பாடு, படம் 2 பி நேரடியாகப் பிறகு, வெளிப்படும் பகுதியில் ஒரு ஒற்றுமையுடன். வெவ்வேறு அழகிய பகுதிகளில் மூன்று 30-கள் வெளிப்பாடுகளிலிருந்து AC-TEM படங்கள் படம் 2c-e இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. கவனிக்கப்பட்ட திசைதிருப்பல் கட்டமைப்புகள் இரண்டு அருகிலுள்ள அணுக்களை லட்டிலிருந்து அகற்றியுள்ளன, மேலும் படம் 2 டி விஷயத்தில், ஒரு ஸ்டோன்-வேல்ஸ் (எஸ்.டபிள்யூ) உருமாற்றத்திற்கு உட்பட்டது. படம் 2e இல் இரண்டு விலகல் குறைபாடுகள் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, இது கவச நாற்காலி லட்டு திசையில் நீட்டிக்கப்பட்ட குறைபாட்டை உருவாக்குகிறது (துணை படம் S3 ஐப் பார்க்கவும்). மோனோவாகன்சி கட்டமைப்பின் உயர் ஆற்றல் காரணமாக மோனோவாக்கன்சிகள் குறைவாகவே காணப்பட்டன, இது ஒரு கார்பன் அணுவை இரண்டு பிணைப்புகளுடன் மட்டுமே நிறைவுறாத நிலையில் விட்டுவிடுகிறது, மேலும் எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சின் கீழ் இருக்கும் போது மிகவும் ஆற்றல்மிக்க சாதகமான திசைதிருப்பல் கட்டமைப்பைப் பொறுத்தவரை இது நிலையற்றது.

Image

( ) மையப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான் கற்றைக்கு 30 வினாடிகளுக்கு முன்னர் ஒரு அழகிய கிராபெனின் தாளின் AC-TEM படம். ( ) கதிர்வீச்சின் பின்னர் நேரடியாக வெளிப்பாடு பகுதியில் உருவாகும் விலகல். ஒரு, பி இல் சிறப்பம்சமாக உள்ள பகுதிகளின் பெரிதாக்கப்பட்ட படங்களை செருகல்கள் காட்டுகின்றன. மூன்று வெவ்வேறு 30 களின் வெளிப்பாடுகளின் ஏசி-டெம் படங்கள், இதன் விளைவாக ( சி ) ஒரு விலகல், ( ) ஒரு ஸ்டோன்-வேல்ஸ் பிணைப்பு சுழற்சிக்கு உட்பட்ட ஒரு விலகல் மற்றும் ( ) கவச நாற்காலி திசையில் இரண்டு இணைக்கப்பட்ட தெய்வீகங்கள். ( f - h ) முறையே c - e இல் உள்ள TEM படங்களுடன் தொடர்புடைய அணு மாதிரிகள். வண்ணத் திட்டம் (கோடு கோடு குறிப்புகள் மற்றும் மாதிரி நிரப்புதல் வண்ணம்) அந்தந்த கார்பன் வளையத்தில் உள்ள கார்பன்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது, அதாவது பச்சை, மஞ்சள், நீலம் மற்றும் அடர் நீலம் முறையே 4-, 5-, 7- மற்றும் 8-குறிக்கப்பட்ட கார்பன் மோதிரங்களைக் குறிக்கும் . சிறுகுறிப்பு இல்லாத படங்கள் துணை படம் S2 இல் வழங்கப்பட்டுள்ளன. அளவிலான பார்கள் 1 என்.எம்.

முழு அளவு படம்

Image

( a - c ) கவனம் செலுத்திய எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சின் 60 வினாடிகளுக்குப் பிறகு உருவாகும் குறைபாடுகளின் குறிக்கப்பட்ட AC-TEM படங்கள். ( ) மூன்று இணைக்கப்பட்ட தெய்வீகங்கள். ( ) ஒரு SW மாற்றத்திற்குப் பிறகு ஒரு விலகல். ( ) ஒரு ஜோடி இடப்பெயர்வுகளில் ஒன்றைச் சுற்றியுள்ள குறைபாடுகள். சிறுகுறிப்பு இல்லாத படங்கள் துணை படம் S4 இல் வழங்கப்பட்டுள்ளன. ( d - f ) முறையே a - c இல் வழங்கப்பட்ட குறைபாடுகளின் அணு மாதிரிகள். ( g - i ) கவனம் செலுத்திய எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சின் 120 வினாடிகளுக்குப் பிறகு உருவாகும் குறைபாடுகளின் குறிக்கப்பட்ட AC-TEM படங்கள். ( கிராம் ) ஆறு அறுகோணங்களின் மூடப்பட்ட, சுழற்சி முறையில் தவறாக வடிவமைக்கப்பட்ட கோர், அதைச் சுற்றி பென்டகன்கள் மற்றும் ஹெப்டாகன்களின் முழுமையான வளையம் உள்ளது. ( h ) ஒரு பெரிய, ஓரளவு பூர்த்தி செய்யப்பட்ட வளையம், பல சுழலும் அறுகோணங்களை தனிமைப்படுத்துகிறது. இரண்டு அறுகோண மோதிரங்களால் நிரப்பப்பட்ட வளையத்தின் இடைவெளி சிவப்பு நிறத்தில் உயர்த்திக்காட்டப்பட்டுள்ளது. அம்பு ஒரு அடடாமைக் குறிக்கிறது, இது அடாடமிலிருந்து எழும் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட லட்டு விலகல் காரணமாக கருப்பு நிறத்தில் எல்லைக்குட்பட்ட பகுதியின் நேரடி விளக்கத்தைத் தடுக்கிறது. ( i ) இரண்டு திசைதிருப்பல் குறைபாடுகள், ஒவ்வொன்றும் இரண்டு SW சுழற்சிகள் வழியாக மாற்றப்பட்டு , ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட, சுழலும் அறுகோணத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. சிறுகுறிப்பு இல்லாத படங்கள் துணை படம் S6 இல் வழங்கப்பட்டுள்ளன. ( j - l ) முறையே g - i இல் உள்ள குறைபாடு கட்டமைப்புகளுடன் தொடர்புடைய அணு மாதிரிகள். அளவிலான பார்கள் 1 என்.எம். வண்ணத் திட்டம் (கோடு கோடு குறிப்புகள் மற்றும் மாதிரி நிரப்புதல் வண்ணம்) அந்தந்த கார்பன் வளையத்தில் உள்ள கார்பன்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது, அதாவது பச்சை, மஞ்சள், நீலம் மற்றும் அடர் நீலம் முறையே 4-, 5-, 7- மற்றும் 8-குறிக்கப்பட்ட கார்பன் மோதிரங்களைக் குறிக்கும் .

முழு அளவு படம்

வெளிப்பாடு நேரத்தை 30 முதல் 60 அல்லது 120 கள் வரை நீட்டிப்பதன் விளைவாக பெரிய குறைபாடு கட்டமைப்புகள் உருவாகின்றன என்பதை படம் 3 காட்டுகிறது. கவச நாற்காலி திசையில் (படம் 3 அ), ஒரு விவாகரத்து மற்றும் ஒரு SW சுழற்சி (படம் 3 பி, படம் 2d இல் காட்டப்பட்டுள்ளதைப் போன்றது), மற்றும் ஜிக்-ஜாக் லட்டுடன் ஒரு சிக்கலான குறைபாடு அமைப்பு ஆகியவற்றுடன் 60 கள் மூன்று இணைக்கப்பட்ட தெய்வீகங்களை நாங்கள் காண்பிக்கிறோம். திசை, இடப்பெயர்வு ஜோடி மற்றும் காலியிடங்கள் (படம் 3 சி). படம் 3a-c இல் உள்ள குறைபாடு கட்டமைப்புகளின் அணு மாதிரிகள் முறையே படம் 3d-f இல் வழங்கப்படுகின்றன. ஒரு அழகிய லட்டிலிருந்து இவற்றை உருவாக்கத் தேவையான அணுக்கள் மற்றும் பிணைப்பு சுழற்சிகளின் கூடுதல் விவரங்கள் துணை படம் S5 ஐ ஆதரிப்பதில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன.

கவனம் செலுத்திய எலக்ட்ரான் கற்றை வெளிப்பாட்டை 120 வினாடிகளுக்கு அதிகரிப்பது மேலும் சிக்கலான குறைபாடுகளை உருவாக்க அனுமதிக்கப்படுகிறது (படம் 3 ஜி-எல்). பென்டகன்-ஹெப்டகன் ஜோடிகளின் முழுமையான வளையத்தால் சூழப்பட்ட ஆறு அறுகோணங்களை படம் 3 ஜி காட்டுகிறது. மத்திய அறுகோணங்கள் மொத்தமாக கிராபெனின் லட்டியைப் பொறுத்து 30 by ஆல் தவறாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, இந்த தவறாக வடிவமைக்கப்பட்ட மையத்தை மீதமுள்ள லட்டிகளிலிருந்து திரையிட லூப் செயல்படுகிறது. இந்த குறைந்த ஆற்றல் காலியிடக் கட்டமைப்பு 22 எனக் கருதப்பட்டாலும், எங்கள் அறிவின் மிகச்சிறந்த வகையில் இந்த அமைப்பு இதற்கு முன்னர் நேரடியாகக் கவனிக்கப்படவில்லை. சுழற்சி முறையில் தவறாக வடிவமைக்கப்பட்ட அறுகோணங்களின் மற்றொரு தொகுப்பு இதேபோல் மாற்று பென்டகன்கள் மற்றும் ஹெப்டாகன்களின் கூட்டில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது (படம் 3 ம). இருப்பினும், இந்த படத்தில் லூப்பின் அமைப்பு முழுமையடையாது மற்றும் இரண்டு அறுகோணங்கள் சுற்று முடிக்கின்றன. படம் 3h இல் உள்ள கருப்பு எல்லையால் குறிக்கப்படும் ஒரு சிறிய பகுதிக்குள், ஒரு அடாடம் (ஒரு அம்புக்குறி மூலம் குறிக்கப்பட்டுள்ளது) இருப்பதால் பிணைப்பு உள்ளமைவைத் தீர்மானிக்க லட்டு கட்டமைப்பை தெளிவாகத் தீர்ப்பது கடினம், இது அதிகமாகக் கசக்கப்படலாம் எதிர்வினை குறைபாடு தளம் 6 . படம் 3g, h இல் உள்ள குறைபாடுகள் படம் 3i ஆல் விளக்கப்பட்டுள்ளதைப் போலவே பல திசைதிருப்பல் கட்டமைப்புகளிலிருந்து உருவாகின்றன. இந்த வழக்கில் இரண்டு திசைதிருப்பல் கட்டமைப்புகள் ஒவ்வொன்றும் இரண்டு எஸ்.டபிள்யு சுழற்சிகள் மூலம் உருமாறியுள்ளன, இது ஒரு அறுகோணத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, இது மீதமுள்ள லட்டிகளைப் பொறுத்து 30 by ஆல் சுழலும். படம் 3g, h (ref. 22) இல் காட்டப்பட்டுள்ள மிகவும் சிக்கலான உள்ளமைவுகளில் இந்த பல விலகல் கட்டமைப்புகள் உருவாகலாம். படம் 3j-l முறையே படம் 3g-i இல் உள்ள குறைபாடு கட்டமைப்புகளின் அணு மாதிரிகளை வழங்குகிறது.

வெளிப்பாடு நேரத்தை சரிசெய்வதன் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட குறைபாடுகளின் சராசரி சிக்கலைக் கட்டுப்படுத்தும் இந்த திறன் படம் 4 இல் சுருக்கப்பட்டுள்ளது, இது உருவாக்கத்திற்குப் பிறகு நேரடியாக குறைபாடுள்ள கட்டமைப்புகளை வகைப்படுத்துகிறது. படம் 4e மொத்த டோஸின் செயல்பாடாக என்எம் 2 க்கு இழந்த அணுக்களின் நேரியல் சதியைக் காட்டுகிறது, இதன் சாய்வு 1.35 × 10 −2 கொட்டகையின் குறுக்குவெட்டைக் கணக்கிடப் பயன்படுகிறது. ஆறு-அல்லாத எண்ணற்ற வளையத்திற்கும் ஒன்றின் மதிப்பை ஒதுக்குவதன் மூலமும், கதிரியக்கப் பகுதியில் இருக்கும் சுழற்சி முறையில் தவறாக வடிவமைக்கப்பட்ட ஆறு-குறிக்கப்பட்ட மோதிரங்களுக்கும் குறைபாடுகளின் சிக்கலானது அளவுருவாக்கப்பட்டுள்ளது (எடுத்துக்காட்டுகள் துணை படம் S7 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன). இதற்கான விதிவிலக்குகள் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட விலகல்கள் ஆகும், அவை எஸ்.டபிள்யு சுழற்சிகள் வழியாக குறுகிய கால அளவிலான மூன்று நிலையான உள்ளமைவுகளுக்கு இடையில், இமேஜிங் அளவுகளின் கீழ் கூட (துணை படம். எஸ் 8) சுதந்திரமாக ஊசலாடுகின்றன, இதனால் 6 மதிப்பு ஒதுக்கப்பட்டது. பிரதிநிதி சிறுகுறிப்பு ஏசி- TEM படங்கள், அதனுடன் கூடிய அணு மாதிரிகளும் காட்டப்படுகின்றன, சிக்கலான மூடிய வளைய கட்டமைப்புகள் 120 வினாடிகளின் வெளிப்பாடு நேரங்களில் மட்டுமே காணப்படுகின்றன. இருப்பினும், இந்த நீண்ட வெளிப்பாடு நேரங்கள் இந்த உயர் மட்ட குறைபாடுகளை உருவாக்குவதற்கு உத்தரவாதம் அளிக்காது, ஆனால் அவை அவசியமான முன்நிபந்தனையாகும். 120 களின் வெளிப்பாடுகளின் போது எளிமையான ஒற்றை திசைதிருப்பல் குறைபாடுகள் இன்னும் காணப்படுகின்றன. 120 வினாடிகளுக்கு அப்பால் வெளிப்பாடு நேரங்கள் பெரும்பாலும் அசுத்தங்களிலிருந்து பொறிக்கப்படுவதால் கிராபெனின் தாளுக்குள் துளைகள் திறக்க வழிவகுத்தன, எனவே 120 களின் வெளிப்பாட்டின் வரம்பு. எலக்ட்ரான் கற்றைக்கு நேரடியாக வெளிப்படுத்தப்படாத கிராபெனின் பகுதிகளில் கூட துளைகள் திறக்கப்பட்டிருப்பதைக் கண்டறிந்தோம், ஆனால் அவை மாசுபடுவதற்கு அருகிலும் அருகிலும் இருந்தன. துளை திறக்கும் செயல்முறை எப்போதும் எலக்ட்ரான் கற்றை தூண்டப்பட்ட துளையிடலால் இயக்கப்படுவதில்லை என்பதையும், எலக்ட்ரான் கற்றை-மத்தியஸ்தம் செய்யப்பட்ட ரசாயன பொறிப்பு முறை குறைபாடு உருவாக்க போதுமான இடஞ்சார்ந்த கட்டுப்பாட்டை வழங்காது என்பதையும் இது குறிக்கிறது.

Image

( ) குறைபாடு சிக்கலில் வெளிப்பாடு நேரத்தின் விளைவை அளவுருவாக்குகின்ற ஒரு பட்டை விளக்கப்படம், இங்கு ஆறு-அல்லாத குறிக்கப்பட்ட கார்பன் மோதிரங்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் கதிரியக்கப் பகுதியில் சுழலும் பொருந்தாத ஆறு-குறிக்கப்பட்ட மோதிரங்கள் என வரையறுக்கப்படுகிறது, இது NDV என அளவுருவாக்கப்பட்டுள்ளது. பிழைகள் என்பது ஒவ்வொரு வெளிப்பாடு நேரத்திற்கும் கணக்கிடப்பட்ட சே ( பி-டி ) பிரதிநிதி ஏசி-டெம் படங்கள் (முறையே 30, 60 மற்றும் 120 கள்), ஒரு அணு மாதிரியுடன், ( ) 6 இன் என்.டி.வி, ( சி ) 7 மற்றும் ( ) 19 (7 சுழற்றப்பட்ட மோதிரங்கள் + 12 ஆறு அல்லாத குறிக்கப்பட்ட மோதிரங்கள்). வண்ணத் திட்டம் (கோடு கோடு குறிப்புகள் மற்றும் மாதிரி நிரப்புதல் வண்ணம்) அந்தந்த கார்பன் வளையத்தில் உள்ள கார்பன்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது, அதாவது பச்சை, மஞ்சள், நீலம் மற்றும் அடர் நீலம் முறையே 4-, 5-, 7- மற்றும் 8-குறிக்கப்பட்ட கார்பன் மோதிரங்களைக் குறிக்கும் . அளவிலான பார்கள் 0.5 என்.எம். ( ) மொத்த பீம் டோஸின் ( e −1 nm −2 ) செயல்பாடாக nm 2 க்கு இழந்த அணுக்களின் சராசரி எண்ணிக்கை, சாய்விலிருந்து 1.35 × 10 −2 கொட்டகையின் குறுக்குவெட்டு சாய்விலிருந்து விளைகிறது. பிழை பார்கள் கணக்கிடப்பட்ட se NDV, இயல்பாக்கப்பட்ட குறைபாடு மதிப்பு.

முழு அளவு படம்

குறைபாடு பரிணாமம் மற்றும் ஸ்திரத்தன்மை

கதிர்வீச்சினால் உருவாக்கப்பட்ட குறைபாடுகளின் நிலைத்தன்மை ஆராயப்பட்டது. படம் 5a-c ஒரு பெரிய குறைபாடு உள்ளமைவின் பரிணாமத்தையும் தளர்வையும் காட்டுகிறது, இது படம் 3g இல் முன்னர் காட்டப்பட்டுள்ளது, சாதாரண இமேஜிங் நிலைமைகளின் கீழ் அருகிலுள்ள அழகிய லட்டுக்கு. இந்த குறைபாடு உள்ளமைவு குறைந்த உருவாக்கும் ஆற்றலைக் கொண்டிருப்பதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது, மேலும் இது நிலையானதாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இது எங்கள் அவதானிப்புகளால் ஒரு அளவிற்கு துணைபுரிகிறது, அங்கு பி.சி.டி நிலைமைகளின் கீழ் 6 நிமிடம் குறைபாட்டைக் காண முடிந்தது, மூன்று SW சுழற்சிகளின் தொகுப்பு (சுழலும் அணுக்கள் மற்றும் பிணைப்புகள் படம் 5 இல் தங்கத்தில் சிறப்பிக்கப்படுகின்றன) ஒரு ஆற்றல் குறைந்த நிலையான நிலைக்கு சரிவதற்கு. மேலும் 5 நிமிட இமேஜிங்கின் போது, ​​குறைபாடு குறைவான ஒழுங்கற்ற நிலையில் ஓய்வெடுப்பதைக் காண முடிந்தது, படத் தொடர் ஒரு கிராபெனின் லட்டீஸில் இரண்டு மோனோவாக்கன்சிகளாகக் குறைக்கப்படுவதால் முடிவடைகிறது. ஆரம்ப குறைபாடு மூன்று திசைதிருப்பல்களின் கலவையிலிருந்து உருவாகிறது என்பதால், இந்த எஞ்சிய காலியிடங்களின் இருப்பு எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, மேலும் மேலதிக அவதானிப்புகள் கூடுதல் மொபைல் மேற்பரப்பு அடாடாம்களால் இந்த எஞ்சிய மோனோவாக்கன்சிகளைத் தணிப்பதைக் காண்பிக்கும்.

Image

( a - c ) AC-TEM படங்கள் மற்றும் ( d - f ) அணு மாதிரிகள், சிக்கலான குறைபாடு கட்டமைப்பின் முழுமையான தளர்வைக் காண்பிக்கும், இது பிசிடி இமேஜிங்கின் கீழ் காணப்படுகிறது. 360 வினாடிகளுக்குப் பிறகு கட்டமைப்பு b இல் காட்டப்பட்டுள்ளதை மாற்றுகிறது; ஸ்டோன்-வேல்ஸ் சுழற்சிக்கு உட்பட்ட அணுக்கள் மற்றும் பிணைப்புகள் தங்கத்தில் d இல் சிறப்பிக்கப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக நிலைகள் தங்கத்தில் உயர்த்திக்காட்டப்படுகின்றன. ( ) தொடரின் இறுதிப் படம், ஆரம்ப அவதானிப்புகளுக்குப் பிறகு 660 கள், குறைபாடு இரண்டு மோனோவாக்கன்சிகளாகக் குறைக்கப்படுவதைக் காட்டுகிறது (வெளிர் நீலம், f இல் சிறப்பிக்கப்பட்டுள்ளது). 120-கள் உயர் பி.சி.டி வெளிப்பாட்டிற்குப் பிறகு AC-TEM படம் ( g ) முன் மற்றும் ( h ). ( i ) பி.சி.டிக்கு ஒரு இமேஜிங் 900 வினாடிகளுக்குப் பிறகு அதே குறைபாடு, உள்ளமைவில் எந்த மாற்றத்தையும் காட்டாது. ( j ) கவனம் செலுத்தும் கதிர்வீச்சுக்கு முன் கிராபெனின் லட்டியின் அழகிய பகுதி. ( கே ) 120 வி உயர் பி.சி.டி வெளிப்பாட்டிற்குப் பிறகு உருவாகும் இரண்டு குறைபாடுகள். ( எல் ) கதிர்வீச்சு இல்லாமல் 480 வினாடிகளுக்குப் பிறகு இரண்டு கதிர்வீச்சு குறைபாடுகளைத் தணித்தல் (பீம் வெற்று). ( மீ ) கதிர்வீச்சுக்கு முன் அழகிய கிராபென் லட்டு. ( n ) உயர் பி.சி.டி கதிர்வீச்சுக்கு 120-கள் வெளிப்படுத்துவதன் மூலம் இடப்பெயர்வுகளை உருவாக்குதல். ( ) கதிர்வீச்சு இல்லாமல் 600 வினாடிகளுக்குப் பிறகு, சுற்றியுள்ள இடப்பெயர்ச்சி விமானங்கள் சிவப்பு நிறத்தில் உயர்த்திக்காட்டப்பட்டுள்ளன. சிறுகுறிப்பு இல்லாத AC-TEM படங்கள் துணை படம் S9 இல் வழங்கப்பட்டுள்ளன. வண்ணத் திட்டம் (கோடு கோடு குறிப்புகள் மற்றும் மாதிரி நிரப்புதல் வண்ணம்) அந்தந்த கார்பன் வளையத்தில் உள்ள கார்பன்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது, அதாவது மஞ்சள் மற்றும் நீலம் முறையே 5- மற்றும் 7-குறிக்கப்பட்ட கார்பன் மோதிரங்களைக் குறிக்கும். அளவிலான பார்கள் 1 என்.எம்.

முழு அளவு படம்

இமேஜிங் கற்றைக்கு வெளிப்பட்டதைத் தொடர்ந்து சில குறைபாடுகள் பழமையான கிராபெனுடன் தளர்த்தப்பட்டாலும், மற்றவை பி.சி.டி ∼ 10 5 - 1 என்.எம் -2 எஸ் −1 இல் தொடர்ந்து கதிர்வீச்சுக்கு நெகிழக்கூடியதாகக் காணப்பட்டன. படம் 5 ஜி-ஐ ஒரு மூடிய வளையக் குறைபாட்டைக் காட்டுகிறது (துணை படம். எஸ் 10) இது சாதாரண இமேஜிங் நிலைமைகளின் கீழ் நீண்ட காலத்திற்கு நிலையானதாக இருந்தது, படம் 5 கிராம் முன், படம் 5 மணி 120 வினாடிகளுக்குப் பிறகு கவனம் செலுத்திய கதிர்வீச்சு மற்றும் படம் 5 ஐ ஒரு பிறகு மேலும் 780 கள் இமேஜிங் வெளிப்பாடு. கதிர்வீச்சின் இமேஜிங் அளவுகளுக்கு 900 க்கும் மேற்பட்ட வெளிப்பாடுகளுக்கு குறைபாடு மாறவில்லை. பென்டகன்-ஹெப்டகன் ஜோடிகளின் மூடிய வளையத்தைக் கொண்ட இந்த குறைபாடுகள், குறைந்த உருவாக்கம் ஆற்றல்களுடன் உள்ளார்ந்த முறையில் நிகழும் என்று முன்மொழியப்பட்டுள்ளன. குராஷ் மற்றும் பலர் . இந்த மூடிய-வளையப்பட்ட கட்டமைப்புகள் 10 7 e - 1 nm −2 s −1 இன் உயர் BCD களின் கீழ் பிரிக்க முடியும் என்பதைக் காட்டியது. திசைதிருப்பல் குறைபாடுகள் குறைவான நிலையானவை மற்றும் மேற்பரப்பில் உள்ள அடாடோம்களால் தணிக்கக்கூடியவை எனக் கண்டறியப்பட்டது (துணை படம் S9 ஐப் பார்க்கவும்). படம் 5j-l ஒரு அழகிய லட்டிலிருந்து கவனம் செலுத்தும் கதிர்வீச்சின் மூலம் இரண்டு திசைதிருப்பல் குறைபாடுகளை உருவாக்குவதைக் காட்டுகிறது. படம் 5 கே இல் படத்தைப் பதிவுசெய்ததைத் தொடர்ந்து, எலக்ட்ரான் கற்றை காலியாக இருந்தது, மாதிரியின் கதிர்வீச்சைத் தடுக்கிறது, 480 வி. அதே பகுதியிலிருந்து பதிவுசெய்யப்பட்ட அடுத்தடுத்த படங்கள் (படம் 5 எல்) குறைபாடுகள் மீண்டும் ஒரு அழகிய லட்டுக்குத் தணிந்திருப்பதைக் காட்டியது, எலக்ட்ரான் கற்றை இல்லாத நிலையில் குறைபாடு அனீலிங் ஏற்படலாம் என்று கூறுகிறது. படம் 5 மீ-ஓவில் காட்டப்பட்டுள்ள ஜோடி போன்ற உருவாக்கப்பட்ட இடப்பெயர்வுகள், நிர்மூலமாக்கலுக்கு எதிராக முக்கியமாக நிலையானதாகக் காணப்பட்டன. எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சு இல்லாமல் எளிய திசைதிருப்பல் குறைபாடுகளைத் தணிப்பது இந்த அவதானிப்புகளிலிருந்து நாம் முடிவு செய்யலாம். இருப்பினும், மிகவும் சிக்கலான, மூடிய-லூப் குறைபாடுகளை தளர்த்துவதற்கு, குறைபாட்டை சீர்குலைக்க ஒரு துவக்க SW சுழற்சியை வழங்க வேண்டியது அவசியம், மேலும் மேலும் சுழற்சிகளின் அடுக்கை ஒரு அழகிய லட்டியில் உச்சக்கட்டத்தை ஏற்படுத்துகிறது, காலியிடத்தைத் தணிப்பதும் பின்னர் காண்பிக்கப்படுவது போன்ற நிகழ்வுகளில் நிகழ்கிறது படம் 5 சி இல். இந்த துவக்க SW சுழற்சிக்கான ஆற்றல் எலக்ட்ரான் கற்றைகளிலிருந்து வர வேண்டும், ஏனெனில் வெப்ப ஆற்றல் பங்களிப்பு மட்டும் 30 போதுமானதாக இல்லை, எனவே கதிர்வீச்சுக்கு உட்படுத்தப்படாதபோது இந்த குறைபாடுகள் நிலையானதாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

கலந்துரையாடல்

80 கி.வி.யில் காலியிட குறைபாடுகளை உருவாக்குவது, பொதுவாக இமேஜிங்கிற்குப் பயன்படுத்தப்படுவதை விட அதிக பி.சி.டி.யில் கதிர்வீச்சின் கீழ் இருந்தாலும், கிராபெனில் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட தூண்டுதலைத் தூண்டுவது இன்னும் சாத்தியம் என்பதைக் குறிக்கிறது. 80 kV AC-STEM அமைப்பில் நடத்தப்பட்ட பணிகள் (துணை முறைகளைப் பார்க்கவும்) ஒரு கார்பன் அணுவின் 80-kV எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சு அதிக அளவுகளில் ∼ 2.54 × 10 10 e - 1 nm −2 s −1, இது இரண்டு கவனம் செலுத்திய TEM ஆய்வைப் பயன்படுத்தி அடைந்ததை விட அதிகமான ஆர்டர்கள், ஒரு விறுவிறுப்பான நிகழ்வுக்கு வழிவகுக்காது. ஆரம்பத்தில் குழப்பமான இந்த முடிவு, துணை-வாசல் துளையிடும் செயல்முறை ஒரு கார்பன் அணுவால் பெறப்பட்ட அளவைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் கதிரியக்கப்படுத்தப்பட வேண்டிய மாதிரியின் ஒரு பகுதியை நம்பியுள்ளது. கிராபெனின் ஒரு சுத்தமான பகுதியில் வரையறுக்கப்பட்ட இடங்களில் குறைபாடுகளை உருவாக்காததால், மேற்பரப்பு மாசுபாட்டின் மூலம் வேதியியல் பொறித்தல் அகற்றப்படலாம், இது கிராபெனின் பகுதிகளில் துளைகளை திறப்பதைக் காட்டும் ஏசி-ஸ்டெம் தரவுகளால் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. கதிர்வீச்சு புள்ளி ஆனால் இரும்பு மாசுபாட்டின் ஆதாரங்களுக்கு அருகில் (துணை முறைகளைப் பார்க்கவும்). மேலும், வேதியியல் பொறித்தல் பொதுவாக இங்கு காணப்பட்ட குறைபாடு கட்டமைப்புகளை விட துளைகளை உருவாக்குகிறது, 120 வினாடிகளுக்கு மேல் வெளிப்பாடு நேரங்களுக்கு துளைகள் தோன்றும். மேயர் மற்றும் பலர் . 31 அதிகபட்சம் 10 6 e - 1 nm −2 s −1 இன் BCD ஐப் பயன்படுத்தி கிராபெனில் துளையிடுவதற்கான எலக்ட்ரான் கற்றை சார்ந்த குறுக்கு வெட்டு பற்றி ஆய்வு செய்தார், மேலும் 80 kV இல் மொத்த அளவு 10 வரை ஒரு குறைபாட்டை அவர்கள் கவனிக்கவில்லை. 10 - 1 என்எம் −2 . BCD ∼ 10 8 e - 1 nm −2 s −1 க்கு 1.35 × 10 −2 கொட்டகையின் குறுக்குவெட்டு அளவிட்டோம், இது 7 × 10 −5 களஞ்சியத்தின் கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பை விட இரண்டு பெரிய ஆர்டர்களைக் காட்டிலும் பெரியது. ref இல். 31. இது எங்கள் அவதானிப்புகளில் நிலையான நாக்-ஆன் ஸ்பட்டரிங் என்பது பொறிமுறையாக இருக்க முடியாது என்பதை இது உறுதிப்படுத்துகிறது.

கதிரியக்கப் பகுதிக்குள் பி.சி.டி-சார்ந்த குறுக்குவெட்டுக்கு இரண்டு சாத்தியமான விளக்கங்களை நாங்கள் விவாதிக்கிறோம், அதாவது (i) அயனியாக்கம் / பிளாஸ்மோன் தூண்டுதல்களிலிருந்து ரசாயன பிணைப்புகள் பலவீனமடைவதால் துளையிடும் நுழைவாயிலைக் குறைத்தல், அல்லது (ii) வெளிப்புறத்தில் அதிகரிப்பு கிராபெனில் உள்ள விமானத்தின் அணு அதிர்வுகள் 80-keV எலக்ட்ரானை ஒரு கார்பன் அணுவைத் துடைக்க கூடுதல் வேகத்தை வழங்கும். எங்கள் சோதனை ரீதியாகக் கவனிக்கப்பட்ட குறுக்குவெட்டை அடைய ஸ்பட்டரிங் நுழைவாயிலை 22 முதல் 19.7 ஈ.வி வரை to 10% மட்டுமே குறைக்க வேண்டும் என்று கணக்கீடுகள் காட்டுகின்றன (துணை கலந்துரையாடல், துணை படம். எஸ் 12 ஐப் பார்க்கவும்). கிராபெனின் ஒரு சிறந்த வெப்பக் கடத்தி என்பதால் எலக்ட்ரான் கற்றை வெப்பமாக்கும் விளைவுகளை நாம் தள்ளுபடி செய்யலாம்; கார்பன் நானோகுழாய் வெப்பமாக்கல் 33 மீதான கணக்கீடுகளுக்கு இணங்க, ஒட்டுமொத்த மாதிரியின் வெப்பநிலை உயர்வு எங்கள் மாதிரியில் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது (துணை கலந்துரையாடல், துணை படம் S14 ஐப் பார்க்கவும்) 32 . முக்கியமாக, கிராபெனில் வெப்ப கடத்துதல் திறமையான ஃபோனான் முறைகள் மற்றும் இலவச எலக்ட்ரான்களிலிருந்து 34, 35 ஒரு சிறிய பங்களிப்பு வழியாக நிகழ்கிறது. தொடர்ச்சியான கதிர்வீச்சின் கீழ், கதிரியக்கப் பகுதிக்குள் எலக்ட்ரான்கள் சில குறைவு ஏற்படக்கூடும், அவை வெப்பக் கடத்தலில் ஈடுபடுவதால், அவை sp 2 பிணைப்புகளை பலவீனப்படுத்தக்கூடும், மேலும் துளையிடுவதற்கான நுழைவாயிலைக் குறைக்கும். எவ்வாறாயினும், கிராபெனில் வெப்பக் கடத்துதலுக்கு முக்கிய பங்களிப்பாளர் ஃபோனான் பரவலிலிருந்து எழுவதால், ஃபோனான் முறைகளின் உற்சாகம் விமானத்தின் வெளியேயுள்ள வேகம் கூறுகளின் அதிகரிப்பு அளிக்கிறது, இது எங்கள் கவனிக்கப்பட்ட துளையிடலுக்கு வழிவகுக்கிறது. இடைநிறுத்தப்பட்ட கிராபெனின் 36 இல் வெப்பக் கடத்தலில் நெகிழ்வு ஃபோனான் முறைகள் ஒரு முக்கிய பங்கைக் கொண்டுள்ளன என்பதை சமீபத்திய வேலை காட்டுகிறது. கிராபெனில் பிளாஸ்மோன்கள் மற்றும் ஃபோனான்கள் 37, 38 க்கு இடையில் அசாதாரணமான மற்றும் வலுவான இணைப்பும் உள்ளது . ஆகவே, ஒரு நெகிழ்ச்சியான மோதல் நேரடியாகவோ அல்லது பிளாஸ்மோன் இணைப்பு மூலமாகவோ ஒரு நெகிழ்வான ஃபோனான் பயன்முறையைத் தூண்டக்கூடும், இது சுற்றியுள்ள அணுக்களின் விமானத்திற்கு வெளியே இயக்கத்தில் தற்காலிக அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது, மேலும் அடுத்தடுத்த மீள் மோதல் இந்த அணுக்களில் ஒன்றில் ஏற்பட்டால், பின்னர் துளையிடும் விளைவிக்கலாம். குறைந்த பி.சி.டி க்களுக்கு, பிளாஸ்மோன் அல்லது ஃபோனான் பயன்முறையின் குறுகிய ஆயுட்காலம் காரணமாக இது நிகழ்தகவு குறைகிறது. கிராபெனில் உள்ள நெகிழ்வு ஃபோனான் முறைகளின் நடத்தை ஒரு இருபடி சிதறல் உறவைப் பின்பற்றுகிறது, இதனால் மாநிலங்களின் அடர்த்தி மற்றும் வெப்பநிலையை சார்ந்து இருப்பது டெபி மாதிரி 39 க்கு வேறுபட்டது. மையப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சு ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட ஃபோனான் முறைகளின் விநியோகத்தை விமானத்தின் பயன்முறைகளின் இழப்பில் அதிகரித்த நெகிழ்வு முறைகளுடன் மாற்றக்கூடும், அதே நேரத்தில் அமைப்பின் ஒட்டுமொத்த வெப்பநிலையையும் மாற்றாது. எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சிலிருந்து கிராபெனில் ஃபோனான் தூண்டுதலின் நேரடி சான்றுகள் ref இல் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளன. 20. பி.சி.டி.யுடன் குறுக்குவெட்டில் உள்ள மாறுபாடுகளின் விளக்கங்கள் சவாலானவை என்று அறியப்படுகிறது, மேலும் இந்த நிகழ்வு பற்றிய ஆழமான நுண்ணறிவைப் பெற மேலதிக விசாரணை தேவைப்படுகிறது.

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பகுதியில் குறைபாடுகளை உருவாக்கும் திறன், (∼ 10 × 10 nm 2 ), மாறுபட்ட சிக்கலுடன், கிராபெனின் மேம்பட்ட பொறியியலுக்கான வாய்ப்பைத் திறக்கிறது. கவனம் செலுத்திய, உயர் மின்னோட்ட அடர்த்தி எலக்ட்ரான் கற்றை அறிமுகம் அமைப்பைத் தொந்தரவு செய்கிறது மற்றும் குறுக்குவெட்டில் மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது. சில கட்டமைப்புகள் குறைபாடு இல்லாத லட்டுக்குத் திரும்புவதை நாங்கள் கவனித்திருந்தாலும், பீம் தூண்டப்பட்ட குறைபாடுகள் நிலையானவை. இந்த பிந்தைய, நிலையான குறைபாடுகள் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட செயல்பாட்டுக்கு தேவையான எதிர்வினை புள்ளிகளை வழங்கக்கூடும், ஏனெனில் அவை செயலாக்கத்தின் போது வருடாந்திர பாதிப்புக்கு ஆளாகக்கூடும். ஜிக்-ஜாக் லட்டு திசையில் 40 ஐத் துடைப்பதன் மூலம் கிராபெனின் லட்டுகளில் திரிபு தூண்டுவதற்கு அறியப்பட்ட இடப்பெயர்வு ஜோடிகளை உருவாக்க முடியும் என்பதைக் காட்டியுள்ளோம். இந்த முடிவுகள் கிராபெனில் தொடர்ந்து நிலைத்திருக்கக் கூடிய நிலையான குறைபாடுகள் மற்றும் எதிர்கால ஆய்வுகளுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதற்கான முக்கியமான அடித்தளங்களை வழங்குகின்றன.

முறைகள்

திரவ தாமிரத்தில் கிராபெனின் சி.வி.டி வளர்ச்சி

கிராபெனின் வளிமண்டல அழுத்தம் சி.வி.டி மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது, தொகுப்பு மற்றும் பரிமாற்றத்தின் முழுமையான விவரங்கள் முன்னர் அறிவிக்கப்பட்ட முறை 41 இன் படி. Graph 1 செ.மீ 2 இன் உருகிய செப்புத் தாளில் (ஆல்ஃபா ஈசர், புராட்டோனிக் 99.999% தூய்மையான, 0.1 மிமீ தடிமன்) கிராபெனின் வளர்க்கப்பட்டது, இதேபோன்ற அளவிலான மாலிப்டினத்தின் மேல் (ஆல்பா ஈசர், 99.95% தூய்மையான, 0.1 மிமீ தடிமன்) . இது பிளவு-குழாய் உலை சி.வி.டி அமைப்பின் குவார்ட்ஸ் குழாயில் ஏற்றப்பட்டது, பின்னர் அது சீல் வைக்கப்பட்டு, வெற்றிடத்திற்கு செலுத்தப்பட்டு ஆர்கானுடன் மீண்டும் நிரப்பப்பட்டது. நிமிடத்திற்கு நூறு நிலையான கன சென்டிமீட்டர் (100 எஸ்.சி.எம்) எச் 2 / ஆர் (20% எரிவாயு கலவை) மற்றும் 200 எஸ்.சி.எம் தூய ஆர் ஆகியவை பாயப்பட்டன, மேலும் உலை 1, 090 ° சி ஆக உயர்த்தப்பட்டது, அதன் பின்னர் மாதிரி உலை சூடான மண்டலத்தில் சறுக்கி அன்னீல் செய்யப்பட்டது 30 நிமிடங்களுக்கு, CH 4 ஓட்டம் (Ar இல் 1% வாயு கலவை) 10 sccm இல் செயல்படுத்தப்பட்டது மற்றும் H 2 / Ar ஓட்டம் 100 முதல் 80 sccm வரை குறைக்கப்பட்டது, அதே நேரத்தில் 200 sccm இல் தூய ஆர்கான் வாயு வரி ஓட்டத்தை பராமரிக்கிறது இந்த நிலைமைகள் தொடர்ச்சியான திரைப்பட வளர்ச்சியைப் பெற 90 நிமிடம் பராமரிக்கப்பட்டது. இதைத் தொடர்ந்து CH 4 ஓட்டம் முடக்கப்பட்டு, உலை வெப்ப மண்டலத்திலிருந்து உடனடியாக மாதிரி அகற்றப்பட்டு, H 2 மற்றும் Ar வளிமண்டலத்தில் விரைவான குளிரூட்டலை அனுமதிக்கிறது. மாதிரி பின்னர் போதுமான அளவு குளிர்ந்த குவார்ட்ஸ் குழாயிலிருந்து மீட்கப்பட்டது.

மாற்றம்

ஒரு பாலி (மெத்தில் மெதக்ரிலேட்) சாரக்கட்டு (அனிசோலில் 8% wt., 495 kDa மூலக்கூறு எடை) கிராபெனின் / செம்பு / மாலிப்டினம் மாதிரியின் கிராபெனின் பக்கத்திற்கு 60 வினாடிகளுக்கு 4, 700 ஆர்பிஎம் வேகத்தில் சுழற்றப்பட்டது, பின்னர் 180 ° C க்கு குணப்படுத்தப்பட்டது 90 வி. ஒரு வெளிப்படையான பாலி (மெத்தில் மெதகாரிலேட்) / கிராபெனின் படம் மேற்பரப்பில் இடைநிறுத்தப்படும் வரை, பல நாட்கள் ஒரு Fe (III) Cl 3 + HCl கரைசலில் மாதிரியை மிதப்பதன் மூலம் அடிப்படை மாலிப்டினம் மற்றும் தாமிரம் பொறிக்கப்பட்டன. இது பல முறை சுத்தமான டீயோனைஸ் செய்யப்பட்ட தண்ணீருக்கு மாற்றுவதன் மூலமும், மிதப்பதன் மூலமும் 5 நிமிடங்களுக்கு 30% எச்.சி.எல் கரைசலுக்கு மாற்றப்பட்டது, இது கிராபெனின் முழுமையான தூய்மையாக்கப்படுவதற்கும் கிராபெனின் இரும்பு உதவியுடன் பொறிப்பதைத் தடுப்பதற்கும் முக்கியமானதாக கண்டறியப்பட்டது. (துணை முறைகள்) 42, 43, மீண்டும் DI நீரில் 30 நிமிடம் 44 க்கு கழுவி, பின்னர் ஒரு துளை சிலிக்கான் நைட்ரைடு TEM கட்டத்திற்கு மாற்றப்பட்டது (அகார் அறிவியல் Y5385). சுமார் ஒரு மணி நேரம் உலர விட்டு, மாதிரியை ஒரு சூடான தட்டில் 150 ° C வெப்பநிலையில் 15 நிமிடம் சுடப்பட்டு தண்ணீரை அகற்றி மாதிரி ஒட்டுதலை பெரிதும் மேம்படுத்தலாம்.

குறைபாடு உருவாக்கம்

கிராபெனின் ஒரு பகுதியில் கிராஸ்ஓவர் செய்ய பீம் கவனம் செலுத்துவதன் மூலம் குறைபாடுகள் 2.5 × 10 6 உருப்பெருக்கத்தில் உருவாக்கப்பட்டன (பெரும்பாலான மாசுபாடுகள் இல்லாததாகக் காணப்படுகிறது (பார்க்கும் பகுதியில் ஒரு சிறிய அளவு உருவமற்ற கார்பன் விரும்பத்தக்கது, ஏனெனில் இது ஆஸ்டிஜிமாடிசத்தை சரிசெய்ய தேவைப்படுகிறது பீம்). பீம் சுயவிவரம் துணை படம் S1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, இது BCD = 1 × 10 8 e - 1 s −1 nm −2 இன் தோராயமான BCD ஐக் கணக்கிடப் பயன்படுகிறது.

AC-TEM இமேஜிங்

80 kV இன் வேகமான மின்னழுத்தத்தில், CEOS ஹெக்ஸாபோல் மாறுபாடு சரிசெய்திகளுடன் ஆக்ஸ்போர்டு-ஜியோல் JEM-2200MCO FEGTEM, எலக்ட்ரான் கற்றை கதிர்வீச்சு மற்றும் இமேஜிங்கிற்கு பயன்படுத்தப்பட்டது. பட வடிகட்டுதல் நுட்பங்கள் துணை முறைகளில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன.

கூடுதல் தகவல்கள்

PDF கோப்புகள்

  1. 1.

    கூடுதல் தகவல்கள்

    துணை புள்ளிவிவரங்கள் எஸ் 1-எஸ் 18, துணை கலந்துரையாடல் மற்றும் துணை முறைகள்

கருத்துக்கள்

ஒரு கருத்தை சமர்ப்பிப்பதன் மூலம் எங்கள் விதிமுறைகள் மற்றும் சமூக வழிகாட்டுதல்களை பின்பற்ற ஒப்புக்கொள்கிறீர்கள். தவறான ஏதாவது ஒன்றை நீங்கள் கண்டால் அல்லது அது எங்கள் விதிமுறைகள் அல்லது வழிகாட்டுதல்களுக்கு இணங்கவில்லை என்றால் தயவுசெய்து பொருத்தமற்றது எனக் கொடியிடுங்கள்.