2.3.1　氮化硼

对操作反射和，查表可得B原子的散射因子分别为1.15和0.49；N原子的散射因子分别为1.29和0.68^［16］。对于单层BN，晶胞中有1个B原子和1个N原子，分别位于（2/3，1/3，0）和（1/3，2/3，0）处，计算可得。对于AA'堆垛的双层BN，晶胞中有2个B原子和2个N原子，B原子位于（2/3，1/3，1/4）和（1/3，2/3，3/4）处，N原子位于（2/3，1/3，3/4）和（1/3，2/3，1/4）处，计算可得。对于AB堆垛的双层BN，B原子位于（0，0，0）和（1/3，2/3，1/2）处，N原子位于（1/3，2/3，0）和（2/3，1/3，1/2）处，计算可得。尽管单层氮化硼和AB堆垛双层氮化硼衍射强度比差异明显易区分，但是双层及少层氮化硼试样中AA'堆垛最为常见，而单层氮化硼和AA'堆垛双层氮化硼衍射强度比相同不易区分，这和曼彻斯特大学的奈尔（R.R.Nair）课题组的实验测量结果吻合^［47］。如图2.13（a）所示，单层氮化硼和双层氮化硼衍射斑点的强度比/基本相同，介于1.1和1.2之间。

图2.13　单层及AA'堆垛双层氮化硼衍射斑点强度分析^［47］

为了区分单层氮化硼和AA'堆垛双层氮化硼，还需要进一步分析斑点强度随入射角的变化规律。奈尔课题组通过倾转入射电子束与氮化硼试样的夹角分别获取试样的衍射花样，并绘制了{010}斑点的强度同偏角的关系曲线^［47］。如图2.13（b）所示，同石墨烯一样，单层氮化硼斑点强度随入射角的变化微弱；双层氮化硼斑点强度随着倾角的改变而发生显著变化且在特定倾角（19.8°）处完全抑制。

如前文所述，氮化硼可能存在多种堆垛结构，不同的堆垛结构会使得被上下两层分别散射的电子束发射相消或者相长干涉，并且由两层之间的滑移量决定。康奈尔大学帕克等人通过选取（110）和（010）衍射斑点形成暗场像来测定氮化硼的堆垛结构^［58］。如图2.14（a）所示，选取（110）形成的暗场像中有两片堆垛不同的氮化硼，左边的层间没有旋转，右边的层间有60°的旋转，另外两片氮化硼的强度增加近似满足层数的平方关系，因此左边的氮化硼可能是AB或者AC堆垛，右边的氮化硼则可能是AA'或者AB'堆垛。图2.14（b）显示了选取（010）形成的暗场像，右边的氮化硼的强度随着层数线性增加，这表明右边的氮化硼只能是AA'堆垛；而此时左边氮化硼由于相消干涉强度非常弱，这表明其是石墨的堆垛结构（AB或者AC）。

图2.14　通过暗场像分析氮化硼的堆垛情况^［58］

（a）选取外侧（110）衍射斑点（Φ_o）形成的多层氮化硼暗场像，图中的层数基于测得的强度而得到的；（b）选取外侧（010）衍射斑点（Φ_i）形成的多层氮化硼暗场像，标尺为300nm