透射电子显微镜使我们能够看到材料的原子结构，它特别适合于直接揭示样品晶格中的任何缺陷，这些缺陷可能是有害的，也可能是有用的，这取决于应用。然而，由于弹性碰撞或电子激发，或两者的结合，高能电子束也可能破坏结构。此外，留在仪器真空中的任何气体都可能造成损坏，因此解离的气体分子会腐蚀掉晶格中的原子。到目前为止，透射电子显微镜对hBN的测量都是在相对较差的真空条件下进行的，这导致了hBN的快速损伤。由于这一限制，尚不清楚是否可以可控地产生空位——单个缺失的原子。

在维也纳大学，利用像差校正扫描透射电子显微镜，在接近超高真空的条件下，已经实现了单原子空位的产生。材料在一定的电子束能量范围内辐照，这影响了测量的损伤率。在低能量下，损伤比先前在较差的残余真空条件下测量的要慢得多。单硼和氮的空位可以在中间电子能量下产生，而且由于硼的质量较低，它被射出的可能性是普通电子的两倍。虽然在先前用于使hBN发射单光子的更高能量上进行原子精确测量是不可行的，但结果预测氮反过来变得更容易喷射-允许优先产生这些发光的空位。

通过艰苦的实验工作和新的理论模型收集的可靠统计数据对于得出这些结论至关重要。第一作者Thuy An Bui从她的硕士论文开始就一直致力于这个项目:“在每一个电子能量上，我都需要花很多天的时间在显微镜下仔细收集一系列又一系列的数据，”她说。“一旦收集到数据，我们就会使用机器学习来帮助准确分析，尽管这需要大量的工作。”资深作者Toma Susi补充说:“为了了解损伤机制，我们创建了一个将电离与撞击损伤相结合的近似模型。这使我们能够推断出更高的能量，并对缺陷的产生有了新的认识。”

尽管单层六方氮化硼具有绝缘性，但当可以防止化学蚀刻时，单层六方氮化硼在电子辐照下具有惊人的稳定性。在未来，有可能使用电子辐照有目的地产生特定的空位，发射单光子的光，通过有选择地用聚焦电子探针照射所需的晶格位置。原子精确操作的新机会也可能被发现，直到现在，石墨烯和块状硅中的杂质原子已经被证明。

这项工作得到了欧洲研究委员会(ERC)在欧盟地平线2020研究和创新计划(资助协议号756277-ATMEN)和维也纳物理博士学院(VDS-P)的支持。开放数据和代码随出版物一起提供。