近日，中科院大連化學(xué)物理研究所納米與界面催化研究組（502組）與北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院劉忠范-彭海琳課題組合作，利用本組新近研制的深紫外激光光電子發(fā)射顯微鏡（DUV-PEEM）和像差矯正低能電子顯微鏡（AC-LEEM）系統(tǒng)，對調(diào)制攙雜制備的具有“馬賽克”結(jié)構(gòu)石墨烯進(jìn)行表面形貌和表面功函數(shù)研究，證實(shí)了利用化學(xué)氣相沉積法成功地實(shí)現(xiàn)了本征石墨烯區(qū)域和氮攙雜石墨烯區(qū)域的可控生長。該工作最近發(fā)表于《自然》子刊《自然—通訊》 (Nature Commun. 2012, 3: 1280; doi: 10.1038/ncomms2286)。



利用深紫外激光PEEM系統(tǒng)研究石墨烯表面取得進(jìn)展


    石墨烯在光電技術(shù)等領(lǐng)域有潛在的重要應(yīng)用，而構(gòu)建P-N結(jié)是實(shí)現(xiàn)許多光電器件應(yīng)用的核心，因此構(gòu)建石墨烯的光電功能器件必須在保證石墨烯質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)高可控性和均一性的穩(wěn)定摻雜。北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院劉忠范-彭海琳課題組根據(jù)材料生長中調(diào)制摻雜的原理，提出了具有高遷移率、摻雜區(qū)域可控的石墨烯的調(diào)制摻雜生長方法，實(shí)現(xiàn)了“馬賽克”結(jié)構(gòu)的石墨烯P-N結(jié)材料的規(guī)模制備，并將其用于高性能光電轉(zhuǎn)換器件。由于對石墨烯進(jìn)行氮攙雜能夠有效降低表面功函數(shù)，其與本征石墨烯區(qū)域在PEEM成像中具有較大的襯度差異，因此PEEM可以作為一個(gè)有效的表面研究方法表征具有此類結(jié)構(gòu)的石墨烯表面。

    大連化物所納米與界面催化研究組前期已經(jīng)利用深紫外激光PEEM系統(tǒng)，在石墨烯的表面化學(xué)（Angew Chem Int Ed, 2012, 51, 4856; DOI: 10.1002/anie.201200413）和石墨烯表面結(jié)構(gòu)（Nature Commun, 2012，3: 699; doi: 10.1038/ncomms1702）等研究方面取得系列進(jìn)展。這次與劉忠范-彭海琳課題組合作并有效地開展了石墨烯表面電子結(jié)構(gòu)的研究。這些工作表明，PEEM在固體表面的物理化學(xué)研究中將能夠發(fā)揮重要作用。