在MoAlB MAB相薄膜中存在的组合缺陷,该薄膜由高功率脉冲磁铁龙喷射产生

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 薄膜沉积的情况
• 计算材料科学科学 计算材料科学

背景情况:

• 聚化 (MoAlB) MAB 阶段薄膜是为先进应用合成的.
• 了解各种组成缺陷的形成和共存对于控制薄膜特性至关重要.
• 之前的研究还没有完全阐明这些缺陷的热力学稳定性和形成机制.

研究的目的:

• 为了识别和描述MoAlB MAB阶段薄膜中的各种组成缺陷.
• 研究这些共存缺陷阶段的热力学可能性和形成机制.
• 分析MoAlB矩阵内的这些缺陷的原子尺度结构和群体.

主要方法:

• 高功率脉冲磁铁子在800°C时喷射,用于薄膜生长.
• 飞行时间弹性反弹检测分析 (TOF-ERDA) 用于整体薄膜组成.
• 密度功能理论 (DFT) 模拟用于热力学稳定性.
• 偏差校正扫描传输电子显微镜 (STEM) 用于原子尺度成像.

主要成果:

• 观察到多个组成缺陷 (Mo3Al2B4,Mo4Al3B4,Mo6Al5B6,Al3Mo,MoB MBene) 在MoAlB矩阵中并存.
• 4Al3B4和6Al5B6的缺陷自发形成,而3Al2B4具有低形成能量屏障 (大约2个小时),而3Al2B4是转移稳定的. 20 meV/原子) 的电压.
• 在谷物边界发现了MoB MBene缺陷,与原始MoAlB相比,显示出较大的层间距离.

结论:

• 在MoAlB MAB相薄膜中各种组成缺陷的共存在热力学上是可能的,并且在合成过程中发生.
• 在沉积过程中,表面扩散和蒸汽相凝结促进了这些缺陷的形成.
• 发现的缺陷,特别是谷物边界上的MoB MBene,可以显著影响材料的微观结构和特性.