論文頒發在Sicence上:
圖一展示的是用STM探針來折疊和睜開石墨烯nanoislands,可以看出睜開后無缺無損。
這么清楚的STM圖像應該靠得住。
本文的主要東西是STM(掃描地道顯微鏡),這個顯微鏡操縱
探針和材料概況之間的隧穿電流來進行探測,可以不雅察材料概況上單原子級此外升沉。此外,掃描地道顯微鏡在低溫下可以操縱探針尖端切確把持單個分子或原子,是以它不僅是主要的微納標準測量東西,又是頗具潛力的微納加工東西。(來自維基百科: )
知道為什么這個科研當作果對于石墨烯等單原子層材料的研究很主要嗎?
因為今朝做石墨烯等單原子層材料的異質多層布局嘗試的物理科研者,根基都用的長短常傳統的方式:
用一種近似果凍狀的材料聚二甲基硅氧烷(有機硅, PDMS)方塊(大要一厘米的尺寸),在上面貼上透明的碳酸丙烯酯(Polypropylene carbonate, PPC)薄膜經由過程一種分子間的互感化力——范德華力(Van der Waals force)來把石墨烯和其他薄膜材料如氮化硼(Boron Nitride)粘起來建造多層異質布局。
這種方式其實很土,并且很拙笨,因為PPC是厘米級別地尺寸,而石墨烯是微米級此外尺寸。這樣去粘,比一個巨人用一米尺寸的龐大透明膠去粘黏在桌子上的碎紙片還難。
操作上,除了和你調配的PDMS質量和PPC粘度有關外,其實更多地是看你的技巧和經驗。這就更像是一門手藝一樣。
你得經由過程高倍光學顯微鏡不雅察,用探針臺(Probe station)來操作。就是因為石墨烯和Boron Nitride(BN)材料是微米級的,很小,并且石墨烯很薄,大要0.3nm,再加上,原本石墨烯和BN原本都在二氧化硅襯底上,自己就和襯底有分子力,所以再用PPC把它們粘起來的過程中很輕易使其破失落或者斷裂。
前段時候很火的雙層石墨烯魔幻角嘗試,也是用的這種方式。據我所知,哥倫比亞大學的Cory Dean、曹原地點的MIT的的組,以及我PhD時代地點的組都是用這種原始的方式來做魔幻角嘗試的。
魔幻角的雙層石墨烯是經由過程PPC只粘上一個完整的長條形石墨烯的半邊,居心將其拉斷失落當作兩截,一截已經在PPC上,調整這截的角度然后附在斷失落后留在二氧化硅上的石墨烯上,然后把后者再提起來。
當然過程中,還要不斷地很是邃密地調節PPC的溫度使其粘度發生轉變來實施粘取。
所以這樣做很是麻煩。一般要很是細心地操作幾個小時才行。
大師可以看到圖一里的STM探針示意圖,針尖就是原子級此外,這樣很是小,可以很等閑的操作一個微米級別尺寸的石墨烯。
所以,此刻用STM的探針來這么操作就很是邃密了,不單可以讓石墨烯折疊起來,還能讓其完整的睜開,還可以很是精準的調整石墨烯折疊角度。這是我們用原始的土方式很難做到的。
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