中國粉體網(wǎng)訊  摻雜劑可以調節(jié)石墨烯的費米能級，同時可以在一定程度上打開石墨烯的帶隙。雙層石墨烯與單層石墨相比能帶結構有較大差異， AB 堆垛的雙層石墨烯在原始狀態(tài)是零帶隙的半導體。如果能打破這兩層的反向對稱，就可以得到非零帶隙。近年來，經(jīng)過不斷探索，人們發(fā)現(xiàn)通過靜電效應摻雜或異質化學摻雜方法可以有效的打開雙層石墨烯帶隙。

    1  靜電摻雜

    如果給雙層石墨烯施加一個垂直的電場，打破石墨烯反對稱的能帶結構，就能形成一個獨特的帶隙。用上下兩層的雙柵FET結構可以實現(xiàn)這一過程，從而打開雙層石墨烯的帶隙。在石墨烯層上下沉積絕緣介質，然后構造電極形成雙柵，當在頂柵和底柵通上不同的電壓Dt 和Db，就會因載流子分布變化引起摻雜，產(chǎn)生非零帶隙。δD＝Db－Dt 變化時，雙層石墨烯的帶隙隨著變化。

    2  異質化學摻雜

    將雙層石墨烯先轉移到NH2-基功能化的自組裝層上，實現(xiàn)對下層石墨烯的n型摻雜；然后在雙層石墨烯上層熱沉積2,3,5,6-四氟乙烯-7,7,8,8-醌二甲烷(F4-TCNQ)分子，形成p型摻雜(F4-TCNQ 中氰基和氟代組吸引電子的特性引起p型摻雜)。經(jīng)過這樣處理的雙層石墨烯電子能帶可以明顯打開，其帶隙比只摻雜一種摻雜劑的更寬。有些研究小組還實現(xiàn)了用其他摻雜劑來分別進行n型/p型摻雜打開石墨烯帶隙。原理和上面的類似，只是n型摻雜劑換成了聯(lián)芐吡啶(benzyl viologen)， p 型摻雜劑換成了HfO2。