透射电镜制样-在优化的量子纳米结构方面的应用

量子物质纳米结构为人工操纵新型电子系统提供了可能性，它们在量子计算和传感等应用中发挥着重要作用^[1]。其中，零维电子系统，也称为量子点（QDs），由于其尺寸限制而引起极大关注，它分裂电子能级并产生了有趣的量子现象。之前的研究发现如果点尺寸减小到 30 nm，SrRuO₃（SRO）QDs 纳米结构的磁性居里温度会增加^[2]。因此对其结构和化学性质的原子分辨研究对于理解其基本物理机制至关重要。

透射电子显微镜（TEM）是用于量子点纳米级表征的优质工具。特别是在像差校正器发明之后，TEM能够在原子尺度上观察微观结构，电子结构和局部化学。然而，TEM试样的质量是主要的限制因素，具有未改变微观结构和化学性质的电子透明TEM薄片是成功进行TEM勘探的先决条件。由于量子点的尺寸小（低至 15 nm），获得电子透明薄片特别困难，其中量子点已被切割穿过其中心部分。据报道，对80 nm SRO QDs的TEM研究^[3]，显示出覆盖SRO QDs的广泛无定形层量子点和由TEM试样制备程序引起的明显形状变化。由于技术进步，量子点的尺寸多年来一直在减小，这使得TEM样品制备更具挑战性和要求。Wang的工作通过优化了样品制备程序^[4]，以实现由在SrTiO（STO）底物上生长的SRO量子点组成的高质量TEM样品。与通过三脚架抛光和Ar离子铣削组合制备的TEM试样相比，离子束铣削技术的组合可以产生更高质量的量子纳米结构试样。聚焦离子束装置中的同时成像能够准确定位QD区域，并通过切割相对于点阵列倾斜5°的样品来确保薄片中存在点。此外，制备具有几个大的电子透明区域的TEM薄片，这些区域被较厚的壁隔开，有效地减少了试样的弯曲并提供宽阔的薄区域。纳米磨机的最终用途有效地去除了无定形层，而不会造成任何额外的损坏。

• Senellart P , Solomon G , White A .High-performance semiconductor quantum-dot single-photon sources[J].Nature Nanotechnology, 2017, 12(11):1026-1039.
• Laskin G , Wang H , Boschker H ,et al.Magnetic Properties of Epitaxially-grown $SrRuO_3$ Nanodots[J].Nano Letters, 2019.
• Ruzmetov D , Seo Y ,L. J. Belenky,et al.Epitaxial magnetic perovskite nanostructures[J].Advanced Materials, 2010, 17(23):2869-2872.
• Wang, HongguangSrot, VesnaFenk, BernhardLaskin, GennadiiMannhart, Jochenvan Aken, Peter A.An optimized TEM specimen preparation method of quantum nanostructures[J].Micron: The international research and review journal for microscopy, 2021, 140(1).

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