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北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院Tiantian Wang等--在原子尺度上檢測石墨烯中點(diǎn)缺陷的非磁性和磁性轉(zhuǎn)換

通過在雙層外延石墨烯/SiC(0001)上照射高能Ar離子產(chǎn)生磁性和非磁性點(diǎn)缺陷，并使用掃描隧道顯微鏡（STM）和q-Plus原子力顯微鏡（q-Plus AFM）研究它們的原子和電子結(jié)構(gòu)。在dI/dV光譜中觀察到磁性雜質(zhì)的強(qiáng)Kondo共振峰，適用的Kondo溫度為314 K。磁散射產(chǎn)生更強(qiáng)的準(zhǔn)粒子量子干涉圖譜。在原子尺度表征過程中觀察到磁性和非磁性缺陷之間的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而引起原子缺陷的磁轉(zhuǎn)換。同時，使用力譜發(fā)現(xiàn)驅(qū)動轉(zhuǎn)換的原子力為 22 nN。這一發(fā)現(xiàn)為原子尺度上的石墨烯缺陷工程設(shè)計(jì)磁邏輯器件鋪平了道路。

圖1. (a)-(d)循序拍攝的雙層外延石墨烯中缺陷的系列 STM 形貌圖像 (20 nm × 20 nm)。(e)-(f)循序拍攝的雙層外延石墨烯中缺陷的 AFM 形貌圖像（10 nm × 10 nm），顯示了特征轉(zhuǎn)換。

圖2. (a)I型(b)和II型缺陷的STM形貌圖像。 (c)從標(biāo)記為I型和II的缺陷中獲得的連續(xù)隧穿微分電導(dǎo)譜。紅色虛線代表Fano擬合曲線。擬合參數(shù)為 q = -0.0753, Γ= 67.53 meV。(d)為II型缺陷記錄的七個隧道光譜。

圖3. (a)-(b)是表面形貌圖像，(c)-(d)分別是圖(a)和(b) (V = 20 mV)中相應(yīng)dI/dV電導(dǎo)圖。

圖4. (a)頻移dF在某個位置上方恒定高度的記錄[如圖 1 (e)-(f) 中的藍(lán)色三角形標(biāo)記]。 (b)從圖(a)的數(shù)據(jù)中提取的力。

相關(guān)研究成果由北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院Tiantian Wang等人于2022年發(fā)表在Applied Surface Science (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.152652)上。原文：Detecting the non-magnetism and magnetism switching of point defects in graphene at the atomic scale。

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號



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