北京师范大学化学学院Tiantian Wang等–在原子尺度上检测石墨烯中点缺陷的非磁性和磁性转换

通过在双层外延石墨烯/SiC(0001)上照射高能Ar离子产生磁性和非磁性点缺陷，并使用扫描隧道显微镜（STM）和q-Plus原子力显微镜（q-Plus AFM）研究它们的原子和电子结构。在dI/dV光谱中观察到磁性杂质的强Kondo共振峰，适用的Kondo温度为314 K。磁散射产生更强的准粒子量子干涉图谱。在原子尺度表征过程中观察到磁性和非磁性缺陷之间的结构转变，从而引起原子缺陷的磁转换。同时，使用力谱发现驱动转换的原子力为 22 nN。这一发现为原子尺度上的石墨烯缺陷工程设计磁逻辑器件铺平了道路。

图1. (a)-(d)循序拍摄的双层外延石墨烯中缺陷的系列 STM 形貌图像 (20 nm × 20 nm)。(e)-(f)循序拍摄的双层外延石墨烯中缺陷的 AFM 形貌图像（10 nm × 10 nm），显示了特征转换。

图2. (a)I型(b)和II型缺陷的STM形貌图像。 (c)从标记为I型和II的缺陷中获得的连续隧穿微分电导谱。红色虚线代表Fano拟合曲线。拟合参数为 q = -0.0753, Γ= 67.53 meV。(d)为II型缺陷记录的七个隧道光谱。

图3. (a)-(b)是表面形貌图像，(c)-(d)分别是图(a)和(b) (V = 20 mV)中相应dI/dV电导图。

图4. (a)频移dF在某个位置上方恒定高度的记录[如图 1 (e)-(f) 中的蓝色三角形标记]。 (b)从图(a)的数据中提取的力。

相关研究成果由北京师范大学化学学院Tiantian Wang等人于2022年发表在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。