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首创在单晶钌衬底上直接生长大面积石墨烯单晶薄膜

第一作者:潘毅(中科院物理所)
通讯作者:高鸿钧(中科院物理所)

成果简介:
石墨烯是典型的二维材料,具有新奇的电学、光学、热及机械等特性,在光电信息、能源环境、生物医学、复合新材料等方面具有广泛的应用前景。针对当时石墨烯制备中存在的层数控制、样品的质量和单晶尺寸小等问题,我们在2007年开创了一种在金属单晶衬底上直接生长大面积、单层石墨烯单晶薄膜的方法,首发在国内期刊Chinese Physics 上。

此文通过对钌(0001)单晶高温退火,在其表面形成了连续的单层石墨烯单晶薄膜。扫描隧道显微镜(STM)清晰地观察到石墨烯的原子分辨图像,以及石墨烯和衬底钌(0001)晶格失配形成的摩尔图案。俄歇电子谱(AES)也进一步证实了在钌(0001)表面形成的是石墨烯。这种方法制备的石墨烯在高温下非常稳定。

我们不仅提供了一种简单有效地制备高质量单层石墨烯单晶薄膜的方法,同时所形成的摩尔图案也为功能纳米结构的制备提供了一种模板。文章发表后,马上引起了国内外同行的广泛关注。


团队介绍:
高鸿钧研究团队的研究方向是纳米信息材料和器件物理,主要利用先进的扫描隧道显微镜成像及其谱学方法研究低维纳米材料的制备、纳米结构的组装、结构与物性的调控、新奇量子现象等。


继金属单晶衬底上成功制备高质量的单层石墨烯以后,该团队不断地在各种金属单晶衬底上得到了类石墨烯二维材料,包括高质量的单层单晶硅烯、锗烯、铪烯、锑烯以及单层单晶二硒化铂。并对这些二维体系的生长特性、结构和物性调控开展了深入研究,取得了多项有国际影响力的创新性进展。研究成果分别在2008年获得国家自然科学二等奖、2013年获得中国科学院杰出科技成就奖、2016年获得北京市科技奖一等奖。


参考文献:
Yi Pan et al., Chin. Phys. B 16, 3151 (2007)

http://cpb.iphy.ac.cn/EN/abstract/abstract22117.shtml 

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