石墨烯-硅的异质层状结构:制备及物性的研究

【作者】 阙炎德； 张勇； 黄立； 孟蕾； 潘毅； 王业亮； 高鸿钧；

【机构】 中国科学院物理研究所；

【摘要】 石墨烯因其独特的优异性质具有广泛应用前景。构建石墨烯-硅的异质结构,可以实现石墨烯与现有硅基微电子技术无缝链接。我们在单晶过渡金属Ru(0001),Ir(111)外延制备高质量的石墨烯,通过硅插层方法成功地构建了石墨烯-硅的异质层状结构的异质层状结构[1-3].利用扫描隧道显微镜(STM),低能电子衍射(LEED),角分辨光电子能谱(ARPES),拉曼光谱(Raman)等表征手段,我们发现硅原子在外延的石墨烯与金属衬底间形成稳定的有序结构。并且,这种有序的硅原子层极大地减弱了石墨烯与金属衬底之间的相互作用,从而恢复了石墨烯本征的性质。同时,我们发现通过控制沉积硅的量,可以精确地控制硅插层的厚度。为了降低金属单晶尤其是大尺寸金属单晶的高昂成本,利用激光脉冲沉积的方法在硅衬底上制备出高质量大尺寸的Ir(111)Ir(111)Ir(111)Ir(111)单晶薄膜作为衬底,利用硅插层的方法构建石墨烯-硅的异质层状结构[4,5].扫描透射电镜(STEM)以及电子能量损失谱(EELS)揭示在石墨烯与Ir(111)界面形成了约为5 A的硅原子层[5]。更多还原