研究目的
研究高电荷离子（HCIs）作为一种新技术，在独立二硫化钼（MoS2）单层中制造定义明确的孔洞，用于DNA测序和海水淡化等应用，并理解能量沉积在缺陷形成过程中的作用。
研究成果
用高电荷离子辐照可在独立式MoS2单层膜中有效形成孔径可控（半径0.3-3纳米）且分布窄的孔洞，适用于海水淡化和DNA测序等应用?？拙洞笮∮肷尚氏咝砸览涤诶胱拥牡缡颇?，其中电子激发起关键作用。分子动力学模拟显示孔边缘存在钼富集现象，暗示其可能具有催化优势。未来工作应聚焦于改进计算模型及探索高电荷离子与其他二维材料的相互作用。
研究不足
该研究的局限性在于皮安量级注量测量的准确性、模拟中可能未完全考虑的潜在能量沉积，以及需要进一步实验来阐明电荷转移和能量损失机制。虽然避免了基底效应，但在支撑体系中可能会影响结果。
1：实验设计与方法选择：
研究采用固定动能180 keV的高电荷氙离子（电荷态q=20+至40+）辐照独立MoS2单层膜以产生孔洞。该方法旨在利用电子激发产生缺陷，并通过与分子动力学（MD）模拟对比来理解其机制。
2：样本选择与数据来源：
独立MoS2单层膜通过化学气相沉积（CVD）在SiO2上生长，随后转移至由金TEM网格支撑的多孔非晶碳膜（Quantifoil）上以避免基底效应。
3：实验设备与材料清单：
设备包括HICS束线上用于高电荷离子辐照的电子束离子源（EBIS）、用于扫描透射电镜高角环形暗场成像（STEM-HAADF）的像差校正Nion UltraSTEM 100显微镜，以及LAMMPS等用于MD模拟的计算工具。材料包含氙离子、MoS2样品及Quantifoil膜。
4：实验流程与操作规范：
辐照在垂直入射条件下进行，注量范围2.800至18.000 μm?2，室温及1×10?? mbar真空环境下实施。辐照后采用STEM分析孔洞形貌并测量尺寸，每个电荷态观测超过200个孔洞。
5：800至000 μm?2，室温及1×10?? mbar真空环境下实施。辐照后采用STEM分析孔洞形貌并测量尺寸，每个电荷态观测超过200个孔洞。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：假设孔洞为圆形将面积换算为半径，并通过高斯分布拟合直方图。MD模拟用于建模离子-固体相互作用，能量沉积参数源自SRIM计算。
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获取完整内容-
electron beam ion source
EBIS
To deliver highly charged xenon ions for irradiation experiments.
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scanning transmission electron microscope
Nion UltraSTEM 100
Nion
To image the atomic structure of MoS2 samples and measure pore sizes with high-angle annular dark-field (HAADF) detection.
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perforated membrane
Quantifoil
To support freestanding MoS2 samples during irradiation and STEM imaging, with a regular array of 1.2 μm pores.
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molecular dynamics simulation software
LAMMPS
To simulate ion-solid interactions and defect creation processes in MoS2.
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stopping and range of ions in matter software
SRIM
To calculate electronic stopping power for ion irradiation in bulk MoS2, adapted for monolayers.
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