与AFM生产2D材料的可靠原子尺度图像欧洲杯足球竞彩

一篇新论文已发表在《杂志》上纳米材料欧洲杯足球竞彩介绍了提高原子力显微镜(AFM)在原子水平上成像2D材料的能力的研究。欧洲杯足球竞彩这项研究已由韩国汉阳大学和美国奥斯汀分校的科学家做出了贡献。

学习:在环境条件下,使用原子力显微镜对二维晶格的精确原子尺度成像。图片来源:Sanjaya Viraj Bandara/Shutterstock.com

原子级结构

欧洲杯足球竞彩具有原子水平的薄层和范德华异质结构的材料,由于其独特的特性以及用于纳米光子和量子电子的商业应用,因此已经进行了广泛的研究。这些材料通常欧洲杯足球竞彩是使用化学蒸气沉积和机械剥落技术合成的,并且可以通过控制层间扭转角和更改层的数量来调整材料的性能。

通过或不参与空气中的XY闭环控制(颜色范围调整后)获得的侧向力显微镜(LFM)原图像。(a)由于使用XY闭环控件而导致的混乱LFM图像的示意图表示。橙色虚线表示压电阶段由于XY闭环控制而突然重新定位的位置;(b)通过闭环对照获得的MOS2单层的LFM图像(校准比例尺:2 nm;扫描速率:21 Hz);(c)在没有XY闭环控制的情况下,预期的二维(2D)晶格的LFM图像的示意图;(d)在没有闭环控制的情况下获得的MOS2单层的LFM图像,该图显示了原子晶格(校准比例尺:2 nm;扫描速率:21 Hz)的周期性图案。灰点是眼睛的指南,对应于速率MOS2的晶格。

通过或不参与空气中的XY闭环控制(颜色范围调整后)获得的侧向力显微镜(LFM)原图像。((一种)由于使用XY闭环控件而导致混杂的LFM图像的示意图表示。橙色虚线表示压电阶段由于XY闭环控制而突然重新定位的位置;((b)MOS的LFM图像2通过闭环对照获得的单层(校准比例尺:2 nm;扫描速率:21 Hz);((C)在没有XY闭环控制的情况下,预期的二维(2D)晶格的LFM图像的示意图;((d)MOS的LFM图像2单层没有闭环控制,该单层从原子晶格(校准比例尺:2 nm;扫描速率:21 Hz)揭示了周期性模式。灰点是眼睛的指南,对应于速率MOS的晶格2。图片来源:Kim,S等人,纳米材料欧洲杯足球竞彩

通过调整这些材料,包括量化的激子状态,霍夫斯塔特的蝴蝶效应和非常规的超导性,可以发现出色的量子性质和相。欧洲杯足球竞彩但是,在合成过程中存在一些不完美,可以限制这些材料的有效性,例如未堆积的范德华双层中的气泡和皱纹。欧洲杯足球竞彩这可能会导致超晶格中的疾病和应变的不良空间变化。

成像原子级结构

改进成像原子级结构的技术是目前研究人员的关键问题。非破坏性超快激光成像方法可以在数十至数百纳米的尺度上成像结构特性,应力和应变。一些研究表明,在原子水平上进行成像晶格菌株失真或使用扫描探针技术来控制材料的纳米级异质结构中的扭角,但目前,这具有挑战性。欧洲杯足球竞彩

近年来已经开发了各种原子尺度成像技术,包括扫描隧道显微镜(STM,)透射电子显微镜(TEM,)原子力显微镜(AFM)和侧面力显微镜(LFM,)是AFM技术的一种类型。每种方法都具有不同的功能,并提供不同的互补信息。

扫描速度对LFM晶格图像的影响(调整了颜色范围)。(A – C)Mose2在各种扫描速度下的LFM原始数据(校准比例尺:1 nm);(D – F)在各种扫描速度(比例尺:1 nm)下石墨烯的LFM原始数据。所有绿色箭头都沿着锯齿形方向对齐。

扫描速度对LFM晶格图像的影响(调整了颜色范围)。((一种-C)摩西的LFM原始数据2以各种扫描速度(校准比例尺:1 nm);((d-F)在各种扫描速度(比例尺:1 nm)下,石墨烯的LFM原始数据。所有绿色箭头都沿着锯齿形方向对齐。图片来源:Kim,S等人,纳米材料欧洲杯足球竞彩

由于其优势比其他技术具有优势,因此LFM在成像原子级结构中被证明具有吸引力。例如,与STM和TEM不同,它不需要精心设计的样品制备过程,这些过程否则会损坏样品或进行底物的需要。这种方法的灵活性使其成为在环境条件下对原子级材料进行非破坏性表征的多功能工具。欧洲杯足球竞彩LFM在接触模式下运行。

尽管LFM是一种强大,灵活且多才多艺的非破坏性成像技术,但当前的一些挑战阻碍了其广泛的采用。比最佳的参数和热漂移会扭曲图像,从而导致诸如2D原子晶格等结构的常规成像的准确性较小。此外,如果原始图像质量很差,或者研究人员不遵循仔细的过滤程序,则可以对过滤的LFM图像的真实性提出质疑。

使用对称对齐或量身定制的AFM,碳纳米管尖端或特殊功能化的技巧的专业方法已用于生成2D晶格结构的接触模式图像,但是这些专业过程的采用却很具有挑战性。

研究

作者基于对反馈回路和参数的深入了解,例如增益,扫描大小和扫描速率,该方案在存在漂移的情况下会影响未过滤和未经许实的LFM图像。这种新颖的成像协议提高了LFM产生2D原子晶格的清晰,准确图像的能力。

负载(即设定点)对LFM晶格图像的影响。(A – C)MOS2在各种载荷下的LFM原始数据(校准比例尺:5 nm;频率:17.1 Hz)。(a)中的插图表示由白色矩形及其相应的逆FFT图像所包含的区域的过滤FFT图像;(D – F)MOS2的相应未过滤FFT图像。与六角形晶格结构相关的六个FFT斑点用虚线圆突出显示。如(f)所示,在33.38 NN的负载下,这些斑点不太明显。

负载(即设定点)对LFM晶格图像的影响。((一种-C)MOS的LFM原始数据2在各种负载(校准比例尺:5 nm;频率:17.1 Hz)处。插图(一种)表示由白色矩形包围的区域的过滤FFT图像及其相应的逆FFT图像;((d-F)MOS的相应未经过滤的FFT图像2。与六角形晶格结构相关的六个FFT斑点用虚线圆突出显示。在33.38 nn的负载下,这些斑点不太明显,如(F)。图片来源:Kim,S等人,纳米材料欧洲杯足球竞彩

研究中使用的扫描靶标的示例包括TMD单层和石墨烯。选择最佳扫描参数可减少原始LFM图像中的几何变形,并显着提高信噪比。作者已经指出,该协议允许对石墨烯中自折叠和撕裂边缘中晶体结构的准确识别和解释,从而改善了折叠石墨烯纳米骨中存在的晶体的测定。

作者还讨论了底物粗糙度和负载对2D原子晶格结构LFM图像的准确性和清晰度的影响。研究人员对当前文献中的99项研究和论文进行了全面分析。

研究人员开发的新协议可显着提高LFM技术生成原子级结构的清晰和准确图像的能力。在研究中观察到,由于其特定的漂移速度,实验室之间的最佳扫描参数值在实验室之间有所不同。HERTZ模型用于估计AFM TIP和SI底物接触区域之间的刚度,作者表示允许其他研究团队适应其协议。

总而言之,使用这种新型LFM协议产生的原子尺度图像可用于识别扭曲角度变化和局部菌株,以提高商业上重要的2D材料的质量,例如MXENES,石墨烯,Perovskites和Van der Waals异质结构。欧洲杯足球竞彩

进一步阅读

Kim,S等。(2022)在环境条件下,使用原子力显微镜对二维晶格的精确原子尺度成像纳米材料欧洲杯足球竞彩12(9)1542 [在线] mdpi.com。可用网址:https://www.mdpi.com/2079-4991/12/9/1542

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雷金纳德·戴维(Reginald Davey)

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雷金纳德·戴维(Reginald Davey)

Reg Davey是英国诺丁汉的自由撰稿人和编辑。为新闻医学写作代表了他多年来一直感兴趣并参与的各种兴趣和领域的融合,包括微生物学,生物医学科学和环境科学。欧洲杯线上买球

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    戴维(Reginald)。“使用AFM生成2D材料的可靠原子尺度图像”。欧洲杯足球竞彩azom。//www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=58982。(2022年7月18日访问)。

  • 哈佛大学

    戴维(Reginald)。2022。与AFM生产2D材料的可靠原子尺度图像欧洲杯足球竞彩。Azom,2022年7月18日,https://www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=58982。

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