Carbon:超低能离子注入在石墨烯中产生的键缺陷

互推小编 2023-06-10

超低能（ULE）离子注入越来越多地应用于2D材料的改性，特别是用于石墨烯的替代掺杂和嵌入。无论是否需要，注入导致的缺陷都会对石墨烯的特性产生强烈影响。对空位相关缺陷进行了大量研究，然而，在ULE极限下，即对于低于空位形成阈值的能量，离子辐照引起的无序仍然知之甚少。在这里，本文专注于该机制，并报道了由C–Csp2键断裂和C-衬底键形成引起的缺陷的形成。作为模型系统，使用在Cu（111）和Pt（111）上生长的外延石墨烯，随后注入能量在15eV和40eV之间的He、Ne和Ar。发现键缺陷密度随着注入元素的能量和原子序数的增加而增加。这些发现大大推进了我们对ULE离子注入在石墨烯中诱导的无序的理解，同时揭示了利用这种键缺陷进行物理或化学功能化的潜力。特别地，这些键缺陷可以以高度选择性产生，因为它们发生在低能极限（至少低至15eV），显著低于形成稳定空位所需的能量。

来源：Renan Villarreal , Pin-Cheng Lin , Zviadi Zarkua , Harsh Bana , Hung-Chieh Tsai , Manuel Auge , Felix Junge , Hans Hofsäss , Ezequiel Tosi , Steven De Feyter , Stefan De Gendt , Steven Brems , E. Harriet Å hlgren , Lino M.C. Pereira，Bond defects in graphene created by ultralow energy ion implantation，Carbon 203 (2023) 590–600，https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.12.005

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