Revealing the Hidden Third Dimension of Point Defects in Two-Dimensional MXenes
Grace Guinan, Michelle A. Smeaton, Brian C. Wyatt, Steven Goldy, Hilary Egan, Andrew Glaws, Garritt J. Tucker, Babak Anasori, Steven R. Spurgeon
点缺陷支配着二维(2D)材料的许多重要功能特性。 然而,解决多层2D材料中这些缺陷的三维(3D)排列仍然是一个根本性的挑战,阻碍了合理的缺陷工程。 在这里,我们使用人工智能引导的电子显微镜工作流程来克服这一限制,以绘制 MXene 中原子空置的3D拓扑和聚类。 我们的方法重建了数千个格子站点的空缺的3D坐标,从而对它们的分布产生了强大的统计洞察力,这些分布可能与特定的合成途径相关。 这种大规模数据使我们能够对缺陷结构的层次结构进行分类 - 从孤立的空缺到纳米孔 - 揭示了他们的首选形成和相互作用机制,正如分子动力学模拟所证实的那样。 这项工作为理解和最终控制大批量的点缺陷提供了一个可通用的框架,为合理设计缺陷工程功能2D材料铺平了道路。
Point defects govern many important functional properties of two-dimensional (2D) materials. However, resolving the three-dimensional (3D) arrangement of these defects in multi-layer 2D materials remains a fundamental challenge, hindering rational defect engineering. Here, we overcome this limitation using an artificial intelligence-guided electron microscopy workflow to map the 3D topology and clustering of atomic vacancies in Ti_3C_2T_X MXene. Our approach reconstructs the 3D coordinates of va...
