纳米分辨Aloof STEM-EELS无损研究H/D同位素材料振动谱

本文使用亚10 meV能量分辨率和纳米空间分辨的扫描透射电子显微镜电子能量损失谱技术(STEM-EELS),在aloof条件下无损测量了磷酸二氢钾(KH2PO4)和磷酸二氘钾(KD2PO4)的振动模式,并结合红外和拉曼光谱方法对测得的模式进行了标定。在此基础上,进一步定量测量了振动信号在真空中的强度衰减行为,与理论相符合。该工作对电镜下使用快电子能量损失谱研究同位素以及电子束敏感材料的空间分辨振动谱具有启发意义。

纳米分辨STEM-EELS研究单晶MgO辐照缺陷振动谱

本文通过离子辐照技术在单晶MgO中引入辐照缺陷,利用X射线衍射(XRD)结合透射电子显微镜(TEM)表征辐照引入的缺陷,使用6 meV能量分辨率和纳米空间分辨的扫描透射电子显微镜电子能量损失谱技术(STEM-EELS)测量辐照前后单晶MgO声子谱。论文研究离子辐照引入点缺陷对单晶MgO声子结构的影响,结果表明辐照点缺陷会引起单晶MgO声子能量的改变。本论文对于发展离子辐照缺陷调控材料声子结构这一技术路线具有重要启发意义。

基于球差矫正电镜在原子尺度探究氮化铝在蓝宝石衬底上的生长过程

Ⅲ族氮化物在光电器件方面有着广泛的应用。探究Ⅲ族氮化物的外延生长机制对于制备高质量薄膜材料器件具有重要意义。本文利用球差矫正透射电子显微镜,揭示了金属有机化学气相沉积方法(MOCVD)生长的氮化铝(AlN)在蓝宝石(Al2O3)衬底上的界面原子结构,探究了异质外延的生长机制。分析发现,Al2O3衬底在氨气的氛围下退火后,表面率先被氮化,生成一层AlN。在进一步生长AlN的时候,铝(Al)原子优先填补Al2O3表面高位铝的位置,然后按照AlN的晶格结构生长。此外,该方法生长的AlN在界面附近是非金属(N)极性。这些发现加深了我们对氮化物薄膜的外延生长动力学的认识,为更好地控制界面的成核、极性提供了有用的信息。

基于STEM-EELS方法在纳米尺度上测量表面声子强度

单色仪和球差校正器的装备使得透射电子显微镜同时具备高空间和高能量分辨率。基于扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱(STEM-EELS)方法可以实现在纳米尺度上测量材料的声子结构,这为研究表界面和缺陷的声子行为及其与微观结构之间的关系提供了强有力的手段。本文测量了六方氮化硼(h-BN)纳米片体内、表面、表面附近真空中声子信号的强度,利用多种拟合方法探究了其衰减行为并做出理论解释。对比了各种拟合方法的优缺点,讨论了它们的适用范围,提出了一套简单的经验公式来拟合真空中信号强度的衰减行为,并与其他拟合方法对比。