1. 1T-TiSe₂薄片的制备
机械剥离法:使用机械剥离法从块体TiSe₂中制备出不同厚度的1T-TiSe₂薄片。具体步骤如下:
将块体TiSe₂粘附在蓝色胶带上,通过多次折叠(5-10次)来剥离出薄片。
将胶带放置在带有300 nm厚SiO₂层的Si基底上,并施加压力约10秒后移除胶带。
使用光学显微镜观察1T-TiSe₂薄片的形态。
2. 1T-TiSe₂器件的制备
光刻与电极沉积:
在芯片上旋涂MAA(共聚物)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为正性光刻胶。
使用电子束光刻系统(ELS-7500EX)进行光刻,并在150°C和180°C下分别烘烤1.5分钟。
使用电子枪蒸发系统沉积Ti(20 nm)和Au(90 nm)作为电极。
使用丙酮通过剥离法去除光刻胶,形成器件电极。
3. 原位(In-situ)偏压实验
原位TEM样品制备:
使用双束FIB系统(TESCAN Lyra3)制备宽度为12 μm的横截面原位TEM样品。
在TiSe₂表面沉积Pt保护层以防止Ga离子损伤。
在样品两侧铣出沟槽,并进行低kV清洁步骤以减少Ga离子的影响。
使用玻璃尖端将样品转移到原位TEM芯片上。
原位实验设置:
使用专用的TEM样品杆(Protochips Aduro 300)进行原位实验,加速电压为200 kV。
在原位偏压实验中,以0.05 V/s的速率施加电压;在原位加热实验中,以1°C/s的速率升温。
实验设置包括电源(2616A系统源表)和软件控制器(Fusion 350 V1.0.0)。
原位偏压观察:
在250 k倍率下进行原位偏压实验,逐步增加电压至目标值(2 V和2.5 V),并保持一段时间。
使用ADF-STEM成像技术观察偏压引起的结构变化。
4. 4D-STEM应变分析
实验设置:
使用Gatan Stela直接电子探测器和STEMx系统进行原子分辨率应变分析,系统集成在FEI Titan Chemi-STEM中,加速电压为200 kV。
设置圆形C₂光阑为10 μm,汇聚角为13.8 mrad,微探针透镜配置,斑点大小为6,相机长度为165 mm。
数据分析:
将采集的数据分辨率降至256×256像素,并使用开源的Gatan Digital Micrograph软件进行应变图处理。