中国科学院Guanghui Yu课题组--通过高压处理转换双层石墨烯的堆叠方向
AB堆叠双层石墨烯(BLG)在光电器件领域具有广阔的应用前景。化学气相沉积(CVD)是用于制备BLG的重要方法,但在双层之间未观察到明确的堆叠方向。除AB堆叠外,还存在许多可能严重影响BLG性能的无序堆叠方向。在本文中,我们报告了一种通过高压环境控制反向转移CVD-BLG堆叠方向的方法。我们发现通过增加高压釜中溶剂的温度,BLG的方向可以从弱耦合堆叠变为AB堆叠。在石墨烯上生长的MoS2晶粒证实了BLG的堆叠方向变化。认为在高压环境下BLG中各层之间的距离减小可以解释所观察到的取向变化。反向传输可以轻松修改BLG的堆叠方向。提出的高压辅助方法为制备AB叠层BLG引入了新途径,可用于调整其他二维材料的叠层方向。
Figure 1. CVD获得的双层石墨烯(BLG)的拉曼表征。(a)具有不同堆叠方向的单层石墨烯(SLG)和BLG的拉曼光谱。(b)BLG二维带的洛伦兹曲线拟合。(c1-c3)、(d1-d3)和(e1-e3)在传统传输后,GRDR-BLG、AB堆叠的BLG和WC-BLG的IG和I2D峰以及IG/I2D的拉曼映射。比例尺:2mm。
Figure 2. 反向转移石墨烯的示意图
Figure 3. 样品的IG/I2D比随温度和时间的变化
Figure 4. IG和I2D峰值以及弱耦合BLG的IG/I2D的拉曼映射。(a1-a3)未经高压处理。(b1-b3)经过高压处理。比例尺:2μm
Figure 5. 双层石墨烯中的电子带结构和旋转
相关研究成果于2021年由中国科学院Guanghui Yu课题组,发表在Carbon(doi.org/10.1016/j.carbon.2020.10.026)上。原文:Conversion of the stacking orientation of bilayer graphene through high-pressure treatment。