二維Mo2C相變和二維MoN點缺陷的電子顯微學研究.pdf

1、近年來，二維過渡族金屬碳化物(TMCs)和氮化物(TMNs)受到了極大關注，在電化學儲能、熱電轉換、催化、電磁屏蔽等領域表現(xiàn)出重要的應用前景。然而，人們對二維TMCs和TMNs的結構尚不完全清楚。為此，本文利用透射電子顯微學方法分別對CVD生長的二維α-Mo2C晶體和MoN晶體進行了輻照相轉變和點缺陷的結構研究，取得了如下主要結果:
　　利用透射電子顯微學技術原位研究了二維α-Mo2C晶體在電子束照射下的微觀結構變化，發(fā)現(xiàn)二維α-

2、Mo2C晶體在電子束輻照下發(fā)生了碳空位的有序-無序轉變，碳原子從Z字形占位轉變?yōu)殡S機占位，使得Mo2C晶體從正交的α相轉變成六方的β相。利用第一性原理計算研究了碳原子的遷移路徑和相應的能量勢壘，發(fā)現(xiàn)碳原子在與電子束平行的方向穿過由三個Mo原子組成的平面的遷移路徑能量勢壘最低。利用電子輻照可誘導Mo2C晶體發(fā)生α→β相轉變的性質并借助球差校正掃描透射電子顯微術，實現(xiàn)了圖案可控且界面明銳的二維α/βMo2C面內異質結的原位構筑，為研究介觀超

3、導體中的渦流效應和不同晶相的催化劑在界面處的協(xié)同催化效應提供了平臺。
　　利用透射電子顯微學技術對CVD生長的二維MoN晶體的微觀結構進行了研究，確定其為六方的δ-MoN，該晶體由大面積的基體膜和膜上具體小三角形形狀的晶體組成。其中，基體膜為δ1-MoN，膜上具有小三角形形狀的晶體為δ3-MoN，二者構成取向對中的垂直方向的異質結構。利用球差校正掃描透射電子顯微術對大面積δ1-MoN基體膜進行了原子尺度的結構分析，發(fā)現(xiàn)兩種類型的點