2.3.1　氮化硼

對操作反射和，查表可得B原子的散射因子分別為1.15和0.49；N原子的散射因子分別為1.29和0.68^［16］。對于單層BN，晶胞中有1個B原子和1個N原子，分別位于（2/3，1/3，0）和（1/3，2/3，0）處，計算可得。對于AA'堆垛的雙層BN，晶胞中有2個B原子和2個N原子，B原子位于（2/3，1/3，1/4）和（1/3，2/3，3/4）處，N原子位于（2/3，1/3，3/4）和（1/3，2/3，1/4）處，計算可得。對于AB堆垛的雙層BN，B原子位于（0，0，0）和（1/3，2/3，1/2）處，N原子位于（1/3，2/3，0）和（2/3，1/3，1/2）處，計算可得。盡管單層氮化硼和AB堆垛雙層氮化硼衍射強度比差異明顯易區分，但是雙層及少層氮化硼試樣中AA'堆垛最為常見，而單層氮化硼和AA'堆垛雙層氮化硼衍射強度比相同不易區分，這和曼徹斯特大學的奈爾（R.R.Nair）課題組的實驗測量結果吻合^［47］。如圖2.13（a）所示，單層氮化硼和雙層氮化硼衍射斑點的強度比/基本相同，介于1.1和1.2之間。

圖2.13　單層及AA'堆垛雙層氮化硼衍射斑點強度分析^［47］

為了區分單層氮化硼和AA'堆垛雙層氮化硼，還需要進一步分析斑點強度隨入射角的變化規律。奈爾課題組通過傾轉入射電子束與氮化硼試樣的夾角分別獲取試樣的衍射花樣，并繪制了{010}斑點的強度同偏角的關系曲線^［47］。如圖2.13（b）所示，同石墨烯一樣，單層氮化硼斑點強度隨入射角的變化微弱；雙層氮化硼斑點強度隨著傾角的改變而發生顯著變化且在特定傾角（19.8°）處完全抑制。

如前文所述，氮化硼可能存在多種堆垛結構，不同的堆垛結構會使得被上下兩層分別散射的電子束發射相消或者相長干涉，并且由兩層之間的滑移量決定。康奈爾大學帕克等人通過選取（110）和（010）衍射斑點形成暗場像來測定氮化硼的堆垛結構^［58］。如圖2.14（a）所示，選取（110）形成的暗場像中有兩片堆垛不同的氮化硼，左邊的層間沒有旋轉，右邊的層間有60°的旋轉，另外兩片氮化硼的強度增加近似滿足層數的平方關系，因此左邊的氮化硼可能是AB或者AC堆垛，右邊的氮化硼則可能是AA'或者AB'堆垛。圖2.14（b）顯示了選取（010）形成的暗場像，右邊的氮化硼的強度隨著層數線性增加，這表明右邊的氮化硼只能是AA'堆垛；而此時左邊氮化硼由于相消干涉強度非常弱，這表明其是石墨的堆垛結構（AB或者AC）。

圖2.14　通過暗場像分析氮化硼的堆垛情況^［58］

（a）選取外側（110）衍射斑點（Φ_o）形成的多層氮化硼暗場像，圖中的層數基于測得的強度而得到的；（b）選取外側（010）衍射斑點（Φ_i）形成的多層氮化硼暗場像，標尺為300nm