石墨烯表面研究取得进展

近日，中科院大连化学物理研究所纳米与界面催化研究组（502组）与北京大学化学与分子工程学院刘忠范-彭海琳课题组合作，利用本组新近研制的深紫外激光光电子发射显微镜（DUV-PEEM）和像差矫正低能电子显微镜（AC-LEEM）系统，对调制搀杂制备的具有“马赛克”结构 石墨烯进行表面形貌和表面功函数研究，证实了利用化学气相沉积法成功地实现了本征 石墨烯区域和氮搀杂石墨烯区域的可控生长。该工作最近发表于《自然》子刊《自然—通讯》 (Nature Commun. 2012, 3: 1280; doi: 10.1038/ncomms2286)。



利用深紫外激光PEEM系统研究石墨烯表面取得进展


石墨烯在光电技术等领域有潜在的重要应用，而构建P-N结是实现许多光电器件应用的核心，因此构建石墨烯的光电功能器件必须在保证石墨烯质量的前提下，实现高可控性和均一性的稳定掺杂。北京大学化学与分子工程学院刘忠范-彭海琳课题组根据材料生长中调制掺杂的原理，提出了具有高迁移率、掺杂区域可控的石墨烯的调制掺杂生长方法，实现了“马赛克”结构的石墨烯P-N结材料的规模制备，并将其用于高性能光电转换器件。由于对石墨烯进行氮搀杂能够有效降低表面功函数，其与本征石墨烯区域在PEEM成像中具有较大的衬度差异，因此PEEM可以作为一个有效的表面研究方法表征具有此类结构的石墨烯表面。

大连化物所纳米与界面催化研究组前期已经利用深紫外激光PEEM系统，在石墨烯的表面化学（Angew Chem Int Ed, 2012, 51, 4856; DOI: 10.1002/anie.201200413）和石墨烯表面结构（Nature Commun, 2012，3: 699; doi: 10.1038/ncomms1702）等研究方面取得系列进展。这次与刘忠范-彭海琳课题组合作并有效地开展了石墨烯表面电子结构的研究。这些工作表明，PEEM在固体表面的物理化学研究中将能够发挥重要作用。