《1keV/atom以下的團簇離子注入固體極淺表面的過程研究》是依託南京大學，由宋鳳麒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：1keV/atom以下的團簇離子注入固體極淺表面的過程研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宋鳳麒
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
荷能1keV/atom以下的團簇離子透入固體深度在幾納米以內。在這一尺度中精確測量注入離子的質量分布十分困難，這限制了團簇離子注入固體表面動力學的理解。近來自支撐少原子層材料技術的發展給這一問題帶來了機會。.本項目將以1keV/atom為團簇束流能量的上限，結合自支撐的少原子層薄膜和原子稱定量三維電子顯微來以原子級精度顯示荷能團簇注入固體極淺表面的過程。我們將選擇數個和數百原子兩個尺寸區的團簇，選擇1到20個原子層的薄膜以提供厚度的精確漸變，束流能量選擇從準自由到500eV/atom以保證覆蓋從團簇降落自由擴散、團簇釘扎在薄膜表面、團簇鑲嵌注入薄膜和擊穿薄膜多個作用能區，選擇各種形狀的團簇來考慮入射離子的形狀因素，利用定標的透射電鏡觀察碰撞後的團簇和薄膜結構的變化，利用質譜從90度觀察團簇的散射和碎裂，並配合模擬建立在幾納米內團簇離子與固體作用的原子層精度的物理描述。
結題摘要
在基金的資助下，本項目從束流設備和實驗方法準備及發展、少原子層材料樣品的製備、 團簇離子沉積實驗及束流相互作用研究和材料性能測量及評價四個方面開展了系統的研究工作。建設了原子團簇束流線上質量選擇裝置，實現了質量解析度為20的團簇質量選擇；建設了原子團簇束流注入-輸運測量聯用裝置，實現團簇束流注入和材料輸運性能調控的同步進行，其中樣品溫度可達2.7K。發展了石墨烯、拓撲絕緣體、MoS2等少原子層的製備和表征方法，實現利用化學法大量製備少層石墨，樣品平均為5個原子層厚。開展了電子束與少原子層石墨相互作用的實驗，確定200keV電子與石墨相互作用的自由程為118nm。開展了團簇與石墨烯相互作用的實驗研究，確定10eV/atom的團簇可以透入石墨層，在低能注入時石墨烯的量子相干效應會出現改善。測量多種石墨烯和少原子層材料的輸運性質，觀察到相干電子的普適電導漲落、AAS振盪和弱反局域化等行為。本項目總共發表SCI論文11篇，申請國家專利2項，從科學內容和發表論文等多方面完成了項目既定的目標。
