双层WS?中原子级薄纳米阱图案的空间可控制备及机理研究——基于原位高温电子显微镜技术

摘要： 我们利用扫描透射电子显微镜（STEM）中的原位加热样品台结合聚焦电子束，在双层WS?中实现了原子级薄纳米阱的可控制备。通过系统研究双层区域中单层WS?的定向移除机制（定位精度达2纳米且不击穿另一层形成孔洞），发现800°C高温条件效果最佳——该温度既能激活原子热迁移，又可消除表面碳污染的干扰。实验证实：通过剂量调控参数可实现纳米阱宽度调节，并达到5纳米精度的空间分布图案化控制。双层体系中剩余底层WS?的范德华相互作用使纳米阱边缘过量钨原子保持化学计量稳定并促进结构扩展，这与单层薄膜中等效区域的移除机制存在本质差异。本研究为二维过渡金属硫化物（TMDs）纳米阱的纳米工程化提供了新思路，这类结构有望作为选择性陷阱实现分子/离子二维反应的局域化控制，从而推动二维材料膜的更广泛应用。