Published March 12, 2019 | Version v1
Publication Open

Analysis of structural distortion in Eshelby twisted InP nanowires by scanning precession electron diffraction

Creators

  • 1. Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
  • 2. Laboratoire de physique des Solides
  • 3. University of Paris-Sud
  • 4. French National Centre for Scientific Research
  • 5. University of Cambridge

Description

Transmission electron microscopes (TEM) are widely used in nanotechnology research. However, it is still challenging to characterize nanoscale objects; their small size coupled with dynamical diffraction makes interpreting real- or reciprocal-space data difficult. Scanning precession electron diffraction ((S)PED) represents an invaluable contribution, reducing the dynamical contributions to the diffraction pattern at high spatial resolution. Here a detailed analysis of wurtzite InP nanowires (30–40 nm in diameter) containing a screw dislocation and an associated wire lattice torsion is presented. It has been possible to characterize the dislocation with great detail (Burgers and line vector, handedness). Through careful measurement of the strain field and comparison with dynamical electron diffraction simulations, this was found to be compatible with a Burgers vector modulus equal to one hexagonal lattice cell parameter despite the observed crystal rotation rate being larger (ca. 20%) than that predicted by classical elastic theory for the nominal wire diameter. These findings corroborate the importance of the (S)PED technique for characterizing nanoscale materials.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تُستخدم المجاهر الإلكترونية المرسلة (TEM) على نطاق واسع في أبحاث تكنولوجيا النانو. ومع ذلك، لا يزال من الصعب وصف الأجسام ذات المقياس النانوي ؛ حيث أن صغر حجمها إلى جانب الحيود الديناميكي يجعل تفسير بيانات الفضاء الحقيقية أو المتبادلة أمرًا صعبًا. يمثل مسح حيود الإلكترون المسبق مساهمة لا تقدر بثمن، مما يقلل من المساهمات الديناميكية في نمط الحيود بدقة مكانية عالية. هنا يتم تقديم تحليل مفصل لأسلاك وورتزيت InP النانوية (بقطر 30–40 نانومتر) التي تحتوي على خلع لولبي والتواء شبكي سلكي مرتبط. لقد كان من الممكن وصف الخلع بتفصيل كبير (البرغر وناقل الخط، استخدام اليدين). من خلال القياس الدقيق لحقل الانفعال والمقارنة مع محاكاة حيود الإلكترون الديناميكي، وجد أن هذا متوافق مع معامل متجه برجر يساوي معلمة خلية شبكية سداسية واحدة على الرغم من أن معدل دوران البلورات المرصود أكبر (حوالي 20 ٪) من ذلك الذي تنبأت به نظرية المرونة الكلاسيكية لقطر السلك الاسمي. تؤكد هذه النتائج أهمية تقنية PED لتوصيف المواد النانوية.

Translated Description (French)

Les microscopes électroniques à transmission (Met) sont largement utilisés dans la recherche en nanotechnologie. Cependant, il est toujours difficile de caractériser les objets à l'échelle nanométrique ; leur petite taille couplée à la diffraction dynamique rend difficile l'interprétation des données de l'espace réel ou réciproque. La diffraction électronique de précession par balayage ((S)PED) représente une contribution inestimable, réduisant les contributions dynamiques au motif de diffraction à haute résolution spatiale. Ici, une analyse détaillée des nanofils de wurtzite InP (30–40 nm de diamètre) contenant une dislocation de vis et une torsion de réseau de fils associée est présentée. Il a été possible de caractériser la dislocation avec beaucoup de détails (Burgers et vecteur de ligne, handness). Grâce à une mesure minutieuse du champ de déformation et à une comparaison avec des simulations de diffraction électronique dynamique, cela s'est avéré compatible avec un module de vecteur de Burgers égal à un paramètre de maille hexagonale, bien que la vitesse de rotation du cristal observée soit plus grande (environ 20%) que celle prédite par la théorie élastique classique pour le diamètre nominal du fil. Ces résultats corroborent l'importance de la (S) technique PED pour caractériser les matériaux à l'échelle nanométrique.

Translated Description (Spanish)

Los microscopios electrónicos de transmisión (TEM) son ampliamente utilizados en la investigación de la nanotecnología. Sin embargo, todavía es difícil caracterizar los objetos a nanoescala; su pequeño tamaño, junto con la difracción dinámica, dificulta la interpretación de los datos del espacio real o recíproco. La difracción electrónica de precesión de barrido ((S)Ped) representa una contribución invaluable, reduciendo las contribuciones dinámicas al patrón de difracción a alta resolución espacial. Aquí se presenta un análisis detallado de los nanocables InP de wurtzita (30–40 nm de diámetro) que contienen una dislocación del tornillo y una torsión de la red de cables asociada. Se ha podido caracterizar la dislocación con gran detalle (Hamburguesas y vector lineal, handness). A través de la medición cuidadosa del campo de deformación y la comparación con simulaciones dinámicas de difracción de electrones, se encontró que esto era compatible con un módulo vectorial de Burgers igual a un parámetro de celda de red hexagonal a pesar de que la velocidad de rotación del cristal observada es mayor (aprox. 20%) que la predicha por la teoría elástica clásica para el diámetro nominal del alambre. Estos hallazgos corroboran la importancia de la técnica (S)Ped para la caracterización de materiales a nanoescala.

Files

s12274-019-2328-5.pdf.pdf

Files (2.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9bfc9c8fefb470f1c5683c2387da8d01
2.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل التشوه الهيكلي في الأسلاك النانوية InP الملتوية لإيشيلبي عن طريق مسح حيود الإلكترون المسبق
Translated title (French)
Analyse de la distorsion structurelle dans les nanofils InP torsadés d'Eshelby par diffraction électronique de précession par balayage
Translated title (Spanish)
Análisis de la distorsión estructural en nanocables InP retorcidos de Eshelby mediante difracción electrónica de precesión de barrido

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2912355826
DOI
10.1007/s12274-019-2328-5

Is supplement to
https://openalex.org/W3140321863 (Other)
https://openalex.org/W3001313400 (Other)
https://openalex.org/W2789379454 (Other)
https://openalex.org/W2742691014 (Other)
https://openalex.org/W2617514895 (Other)
https://openalex.org/W2565730635 (Other)
https://openalex.org/W2306055044 (Other)
https://openalex.org/W2094703515 (Other)
https://openalex.org/W2077973134 (Other)
https://openalex.org/W2035688219 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1514741044
  • https://openalex.org/W1731701259
  • https://openalex.org/W1967086972
  • https://openalex.org/W1970014398
  • https://openalex.org/W1971803930
  • https://openalex.org/W1981190195
  • https://openalex.org/W2003235399
  • https://openalex.org/W2006307132
  • https://openalex.org/W2014993189
  • https://openalex.org/W2020414709
  • https://openalex.org/W2021262032
  • https://openalex.org/W2023579904
  • https://openalex.org/W2041878071
  • https://openalex.org/W2058023311
  • https://openalex.org/W2061814636
  • https://openalex.org/W2071005004
  • https://openalex.org/W2073018641
  • https://openalex.org/W2077375015
  • https://openalex.org/W2081001296
  • https://openalex.org/W2103880614
  • https://openalex.org/W2108599155
  • https://openalex.org/W2117287907
  • https://openalex.org/W2121366584
  • https://openalex.org/W2152512897
  • https://openalex.org/W2153530021
  • https://openalex.org/W2155105910
  • https://openalex.org/W2168866778
  • https://openalex.org/W2317309471
  • https://openalex.org/W2321047747
  • https://openalex.org/W2327302143
  • https://openalex.org/W2411296057
  • https://openalex.org/W2421886322
  • https://openalex.org/W2469613320
  • https://openalex.org/W2486933018
  • https://openalex.org/W2562883460
  • https://openalex.org/W2766940017
  • https://openalex.org/W2898712814
  • https://openalex.org/W4212975947
  • https://openalex.org/W4246644217
  • https://openalex.org/W4252731733
  • https://openalex.org/W4253751607
  • https://openalex.org/W4299089664
  • https://openalex.org/W4300009811