二(er)维資料的面(mian)内-面(mian)外联动处(chu)🧜理计划 | 掠入射(she)x射(she)线衍射(she)阐发单层(ceng)和超薄WS2薄膜（XRD）

布鲁克X射(she)线(xian)部(bu)分 孟(meng)璐

先容

复(fu)合膜光(guang)电(dian)元器件(jian)的攻效特别离不开于(yu)其(qi)战(zhan)(zhan)(zhan)略战(zhan)(zhan)(zhan)略布(bu)局基(ji)本(ben)本(ben)质特证(zheng)。Xx光(guang)电(dian)束(shu)衍射(she)（XRD）和(he)(he)xx光(guang)电(dian)束(shu)散(san)射(she)法（XRR）是(shi)专题讨论(lun)复(fu)合膜的无损(sun)格式测(ce)试匠人。测(ce)试旌旗灯号体(ti)现了(le)战(zhan)(zhan)(zhan)略战(zhan)(zhan)(zhan)略布(bu)局基(ji)本(ben)本(ben)质特证(zheng)，如膜层层厚、工具栏粗拙(zhuo)度(du)和(he)(he)光(guang)电(dian)体(ti)积(ji)密度(du)，和(he)(he)亚nm误差的氯化钠(na)晶体(ti)基(ji)本(ben)本(ben🅺)质特证(zheng)。

当pe膜壁(bi)厚(hou)在双层结构(gou)投资规(gui)模内时，操控(kong)(kong)试着室x放(fang)射性(xing)元素(su)衍射仪研究这样pe膜特点具备挑衅性(xing)，必须操控(kong)(kong)掠入(ru)射手艺从pe膜中争取旌旗灯号。🃏WS2是下(xia)新一代(dai)二维电子(zi)(zi)无线电子(zi)(zi)元件中很有前程(cheng)的侯选者。其高载(zai)流子(zi)(zi)迁(qian)徙率和(he)与壁(bi)厚(hou)相干(gan)的磁学(xue)带(dai)隙(xi)使其配伍于(yu)晶胞(bao)管和(he)此外半导体(ti)芯片操控(kong)(kong)。

WS2也(ye)是(shi)光伏控制的(de)理想文件，根据应用于WS2的(de)早上(shang)(shang)的(de)太(tai)(tai)阳(yang)光热水(shui)器(qi)(qi)电池组具有较优秀的(de)早上(shang)(♚shang)的(de)太(tai)(tai)阳(yang)光热水♛(shui)器(qi)(qi)转化带隙，能做完高效(xiao)力(li)待定。有节制纤薄WS2胶片的(de)薄厚和格局卡(ka)能是(shi)做完其(qi)的(de)功效(xiao)的(de)关头。

在本控(kong)制评(ping)估中，应用(yong)场景XRR和(he)(he)(he)XRD表现，研🌌讨会总结了(le)ౠ共(gong)(gong)面(mian)和(he)(he)(he)非共(gong)(gong)面(mian)掠入射(she)太(tai)多性能订单层（single monolayer）和(he)(he)(he)十层（10 monolayers）三个超薄型(xing)WS2膜(mo)。

品尝过程

动态(tai)数据收罗(luo)操作D8 DISCOVER PlusTM衍(yan)射(she)(she)仪（图1），要装(zhuang)主线任务电(dian)压值为(wei)40 kV和40 mA的铜靶(ba)。该ꦺ(gai)组装(zhuang)硬件系统设为(wei)武器(qi)摆才为(wei)焦聚格(ge)贝尔(er)镜、当(dang)中欧拉环和LYNXEYE XE-T遥测器(qi)（0D）。在(zai)面内掠入射(she)(she)衍(yan)射(she)(she)（IP-GID）仗(zhang)量(liang)中，在(zai)主、次粒子(zi)束途(tu)经上分别容忍了载(zai)荷索拉（Soller）。Soller的坡度接手度为(wei)0.5，允(yun)许高电(dian)子(zi)散(san)射(she)(she)率(lv)和秉公(gong)的分辩率(lv)，使(shi)他们很是适合使(shi)用仗(zhang)量(liang)弱(ruo)散(san)射(she)(she)旌旗灯(deng)号。XRR仗(zhang)量(liang)在(zai)光管和遥测器(qi)外(wai)侧操控0.2 mm狭缝停机，以来到需(xu)用的坡度分辩率(lv)。

▲Figure 1  Instrume🥃ntal setup for non-copla💟nar diffraction experiment

本研讨会总结查詢摆(bai)放(fang)了两(liang)种(zhong)模板。在蓝(lan)原石衬底上由单(danꦯ)双层（sample #1）和(he)权利上的10层（sample #2）WS2制(zhi)成。分(fen)别(bie)精(jing)确测(ce)量XRR、GID和(he)IP-GID。

对(dui)IP-GID勘(kan)(kan)界(jie)，sample #1的2θ投资建(jian)设(she)规模为(wei)(wei)25°-160°，sample #2的为(wei)(wei)1😼0°-130°。每步(bu)的勘(kan)(kan)界(jie)时(shi)(shi)期约为(wei)(wei)100秒，是以总勘(kan)(kan)界(jie)时(shi🐠)(shi)期约为(wei)(wei)17钟(zhong)头。GID勘(kan)(kan)界(jie)在5°-130°2θ投资建(jian)设(she)规模内(nei)停掉，每个个角(jiao)步(bu)积分(fen)换50秒，总测量时(shi)(shi)期约为(wei)(wei)9小(xiao)時(shi)。所以，出于WS2膜的GID旌旗灯号只在sample #2中看出到。

为了(le)(le)能够提供WS膜的(de)(de)(de)层(ceng)厚，退(tui)出了(le)(le)XRR仗(zhang)量(liang)。对(🎉dui)(dui)10层(ceng)膜（sample #2），在12分钟(zhong)的(de)(de)(de)时间内仗(zhang)量(liang)了(le)(le)0°- 15°的(de)(de)(de)2θ大🙈小，步长为0.01°。对(dui)(dui)sample #1，XRR曲线(xian)拟合(he)2θ延升测试仪到30°。对(dui)(dui)三个样品管(guan)理，除仗(zhang)量(liang)漫(man)射(she)散射(she)视(shi)频背(bei)景外(wai)，还仗(zhang)量(liang)了(le)(le)实在是的(de)(de)(de)镜面玻璃XRR旌旗(qi)灯号。图3和图4描绘了(le)(le)彼此的(de)(de)(de)仗(zhang)量(liang)攻(gong)效。

功能主治和会商

所经全过程使用DIFFRAC.TOPAS止住全剖面曲(qu)线(xian)(xian)(xian)拟合(he)曲(qu)线(xian)(xian)(xian)来阐发编织(zhi)成单(dan)双层的IP-GID勘界。的功(gong)效如(ru)2提(ti)示：接受(shou)c轴为零的区域空(kong)间群P63/mmc单(dan)相电摹拟WS2编织(zhi)成单(dan)双层。不观看到（00l）反射层用量，ဣ曲(qu)线(xian)(xian)(xian)拟合(he)曲(qu)线(xian)(xian)(xian)必须面内晶格常数为（a = 3.149 Å）。

▲Figure 2 IP-GID measurement of the WS2 monolayer along with DIFFRAC-༺TOPAS full profile fit

另一(yi)(yi)方(fang)面，GID数量(liang)页(ye)面布局中不(bu)很多反射(she)性(xing)（这儿未显现(xian)出来）表明了层的c轴🧔损坏，是以WS2一(yi)(yi)层的块状款式。依靠操作过(guo)程XRR勘界阐发(fa)（图(tu)3），选取了~3.4 Å的pe膜板材的厚度。要为理(li)解长振(zhen)荡器，需要在模(mo)板里加(jia)入其中一(yi)(yi)个(ge)电(dian)商硬度较低的薄(bo)层。

▲Figure 3 Analy🐠sis of XRR dataꦫ from a single monolayer WS2 using DIFFRAC.XRR

对产品的(de)(de)样品#2，XRR仗量(liang)阐发（图4）突显，WS膜的(de)(de)厚薄(bo)约为(wei)169.7 Å。与WS双(shuang)层(ceng)一(yi)样的(de)(de)，在衬底处发清晰同一(yi)个智(𒅌zhi)能(neng)电子导热系数急剧下降(jiang)的(de)(de)国家(jia)。即使不(bu)等值线(xian)(xian)(xian)曲(qu)线(xian)(xian)(xian)拟(ni)合(he)这样的(de)(de)额定的(de)(de)的(de)(de)国家(jia)，多条仗量(liang)的(de)(de)XRR等值线(xian)(xian)(xian)都未能(neng)较好地等值线(xian)(xian)(xian)曲(qu)线(xian)(xian)(xian)拟(ni)合(he)。

▲Figure 4 XR🤡R analysis of sample#2 (nominal 10 monolayers of WS2) using DIFFRAC.XRR

GID测(ce)(ce)量(liang)的Pawl🎐ey线性(xing)拟合（图5⛦）提供给了(le)a=3.084 Å和(he)c=12.830 Å的晶格常数(shu)，但会~170 Å的薄厚将应(ying)对约莫13层WS2。测(ce)(ce)量(liang)好处出现(xian)（002）、（004）和(he)（006）有倾(qing)向性(xing)旌旗(qi)灯号，写明WS2pet薄膜（001）轴(zhou)保持垂直表面(mian)兼(jian)具强倾(qing)向。

▲Figure 5 Pawley fit of the GID measurement fr𝓰om sampl♛e #2 using DIFFRAC.TOPAS.

IP-GID勘界的(de)阐发（见(jian)图6）也是(shi)(shi)致的(de)：（002）峰要(yao)具备很是(shi)(shi)低(di)的(de)刚度，之外(wai)峰是(shi)(shi)纵向于（001）的(de)区分晶(jing)(jing)格(ge)面(mian)，标出多晶(jing)(jing)WS2膜(mo)不或特少(shao)有面(mian)内(nei)选聘价值(zhi)取向。铅直于外(wai)型层(ceng)(ceng)的(de)晶(jing)(jing)格(ge💜)常(chang)数比平行面(mian)于外(wai)型层(ceng)(ceng✱)的(de)晶(jing)(jing)格(ge)常(chang)数大，这标出透明膜(mo)外(wai)观有着(zhe)拉伸弹簧应力应变。是(shi)(shi)，正是(shi)(shi)因(yin)为(wei)只(zhi)要(yao)是(shi)(shi)三个宽峰无(wu)法与(yu)WS2的(de)六方晶(jing)(jing)系的(de)陆续hkl相拟合(he)，是(shi)(shi)以不上关闭最(zui)能(neng)体现体的(de)阐发。

▲Figure 6 Pawley fit o✃f the IP-GID measurement from sample#2 using DIFFRAC.TOPAS

唯物(wu)辩证(zheng)与总(zong)结(jie)怎么写(xie)

本(ben)明确提出情(qing)况汇报情(qin𝓰g)况汇报了控(kong)制(zhi)(zhi)D8 DISCOVER Plus衍射仪对(dui)蓝晶石衬底上提供(gong)超(chao)溥WS2保护膜的两(liang)个(ge)人市(shi)售原材料(liao)的研讨会总结。收罗XRR、GID和🌌(he)IP-GID大小数(shu)据库，并控(kong)制(zhi)(zhi)DIFFRAC.XRR XRR 和(he)DIFFRAC.TOPAS停机阐发。

1）对sample#1，GID和IP-GID数据信(xin)息表格(ge)根本留存(cun)单独某个二维WS2透气膜。晶格(ge)参(can)数指标为a=3.149 Å，由(you)XRR数据信(xin)息表格(ge)认定厚(hou)薄为3.4 Å。从WS2三层(ceng)中认定明白的(de)旌旗(qi)灯号灵(ling)魂存(cun)在(zai)了♓IP-GID在(zai)透气膜阐发中的(de)超(chao)卓激活(huo)能。

2）对(dui)sample#2，XRR数(shu)据资料(liao)阐发显露膜它的厚度为169.7 Å，相匹配(pei)的于(yu)13层三(san)层，c= 12.830 Å。从GID和IP-GID数(shu)据分析(xi)中(zhong)，发清晰较(j🌟iao)着的竖直价(jia)值取(qu)向/织(zhi)构，其(qi)c轴竖直于(yu)外貌。平行面于(yu)外貌和竖直于(yu)外貌的各向男(nan)男(nan)晶(jing)格主要参数(shu)要标聚酯薄(bo)膜地处肌肉拉伸应变速(su)率(lv)影响下。

操作补充维生素

对三(san)层(ceng)单晶(jing)体(ti)体(ti)聚酯薄膜，IP-GID是(shi)一样的具有必须(xu)轻(qing)忽的主要性。三(san)层(ceng)/小高层(ceng)单晶(jing)体(ti)体(ti)面内测(ce)试英文(wen)频(pin)率远快与多(duo)晶(jing)样板(ban)，实(shi)现中使𝕴用(yong)D8 DISCOVER Plus衍射仪单一个扫面约十多(duo)秒便可完整。提倡2D数据联系操ಞ作IP-GID为设(she)计研究方法体(ti)例(li)止住基本资料设(she)计表明。

-引(yin)用于《布鲁克X光谱线的部分》公家号(hao)