研究目的
研究二氧化硅（SiO2）上石墨烯-六方氮化硼（hBN）异质结构中应变和载流子浓度的纳米级起源。
研究成果
该研究表明，石墨烯-hBN异质结构中应力和电荷的纳米级变化源于断裂、折叠、边缘和气泡等局部特征。拉曼光谱结合共聚焦成像技术为纳米尺度下探测石墨烯任意应变和掺杂提供了一种无损工具，揭示了其他方法无法获取的物理参数变化。
研究不足
该方法仅适用于未掺杂或p型石墨烯的情况。高缺陷密度会干扰应变与掺杂贡献的分离。该模型可能对特定拉曼测量返回负的n值，这些数值难以解释。
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探究石墨烯-hBN异质结构中应变与掺杂的纳米级起源
DOI：10.1088/2053-1583/aaf1dc
期刊：2D Materials
出版年份：2018
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
我们采用共聚焦拉曼显微镜和最新提出的矢量分析方案，研究了二氧化硅（SiO2）衬底上剥离态石墨烯-六方氮化硼（hBN）异质结构中应变与载流子浓度的纳米级起源。研究对象包括两种异质结构：部分被hBN覆盖的SiO2基底石墨烯，以及完全封装在两片hBN薄片之间的石墨烯。我们扩展了矢量分析方法，实现了异质结构中应变与掺杂变化的分离空间成像。这使得我们能够直观量化环境因素对石墨烯载流子浓度的影响——这一长期存在争议的课题。研究进一步证明，石墨烯中的应变与载流子浓度变化源自异质结构的纳米级特征（如层间裂缝、褶皱及气泡）。对于hBN封装石墨烯中的气泡，静水压应变在气泡中心达到最大值，而载流子浓度峰值则集中于气泡边缘。研究表明拉曼光谱可作为探测石墨烯应变与掺杂的非侵入性工具，这对二维器件的工程化设计具有重要价值。
作者：
Tom Vincent，Tim Booth，Vishal Panchal，Stephen R Power，Antti-Pekka Jauho，Vladimir Antonov，Olga Kazakova
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