國家納米科學中心：溼法轉移製備扭轉雙層石墨烯

2020-09-06 材料分析與應用

成果簡介

將單層組裝成雙層系統可釋放範德華（vdW）均質/異質結的旋轉自由度，從而能夠構建具有新穎電子、光學和機械特性的扭轉雙層石墨烯（tBLG）。以前製備均質/異質結的方法不可避免地會留下聚合物殘留或六方氮化硼（h-BN）掩模，這通常會阻礙tBLG本徵機械性能和表面性能的測量。毫無疑問，製備具有乾淨界面和表面的可設計tBLG是必要的，但仍具有挑戰性。

本文國家納米科學中心張忠研究員和劉璐琪研究員（共同通訊作者）等合作在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊發表名為「Preparation of Twisted Bilayer Graphene via the Wetting Transfer Method」的論文，研究提出一種簡單且方便的方法，基於潤溼誘導的分層，以可控的扭轉角製備原子級清潔的扭轉雙層石墨烯。這種方法可以將tBLG轉移到已圖案化的襯底上，這為觀察物理現象（例如邊緣tBLG中的莫爾圖案弛豫）提供了一個極好的平臺。這些發現和見解有望指導2D材料的可設計封裝和原子表徵。

圖文導讀

圖1.製備扭曲雙層的石墨烯


圖2.潤溼引起的分層機制。


圖3.扭曲角的表徵


圖4.通過溼轉移法獲得的tBLG樣品的表面和界面的表徵。


圖5. HRTEM表徵的獨立式m -tBLG。


小結

總之，利用一種簡單的潤溼轉移方法將單層石墨烯從基底上剝離，我們獲得了可設計的扭曲角度的支撐式和獨立式tBLG，這為探索莫爾超晶格的奇特特性提供了一個平臺。在理論分析和MD仿真結果的基礎上，我們發現成功轉移了石墨烯主要取決於基材的表面性質和轉移步驟。該提出的機制還可以擴展到其他基於2D材料的均質/異質結構系統的製造。此外，拉曼光譜，原子力顯微鏡和透射電鏡的表徵證明所製備的tBLG具有清潔的表面和界面。最後，成功地製造了m -tBLG來研究其鬆弛的莫爾條紋。


文獻：

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