【儀表網(wǎng) 儀表上游】7月16日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所信息功能材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在Nature Communications上在線發(fā)表了題為“程序化制備石墨烯納米氣泡及其三軸對稱的贗磁場”的論文(Nature Communications, 10, 3127 (2019))。該研究提出了一種利用原子力顯微鏡探針可控制備石墨烯納米氣泡的方法，并實(shí)驗(yàn)證實(shí)了拋物線型氣泡上存在具有三軸對稱性的贗磁場。
 

利用原子力顯微鏡制備的石墨烯納米氣泡陣列
 

　　石墨烯納米氣泡由于其特殊的應(yīng)變結(jié)構(gòu)，可以在垂直方向產(chǎn)生幾十乃至上百特斯拉大小的贗磁場，因此能夠應(yīng)用于谷電子學(xué)器件制備及Aharonov-Bohm效應(yīng)的探測，但是常規(guī)石墨烯氣泡的制備很難控制氣泡的大小、位置以及形狀。上海微系統(tǒng)所研究人員創(chuàng)造性地提出利用導(dǎo)電原子力顯微鏡探針對H鈍化Ge表面石墨烯施加偏置電壓，可以使Ge-H鍵斷裂，隨后分離出的H原子會結(jié)合形成H2分子，讓上方覆蓋的石墨烯鼓起來，從而形成石墨烯納米氣泡。通過控制施加偏置電壓，可以控制石墨烯納米氣泡的形狀和尺寸，并可設(shè)置掃描程序，制備物理位置任意排布的氣泡陣列。通過偏置電壓的調(diào)節(jié)，石墨烯納米氣泡的形狀可以靈活地實(shí)現(xiàn)從拋物線到高斯曲線的轉(zhuǎn)變。此外，通過掃描隧道顯微鏡和隧道譜表征，研究人員還觀察到拋物線型氣泡dI/dV譜上出現(xiàn)了角度依賴的贗朗道能級，并通過多個(gè)氣泡多個(gè)位置的譜學(xué)測量，證實(shí)了拋物線型氣泡上形成的贗磁場呈三軸對稱分布。
 

　　該論文主要由上海微系統(tǒng)所信息功能材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和北京師范大學(xué)物理系合作完成，上海微系統(tǒng)所為完成單位。該工作得到國家科技重大專項(xiàng)、上海市學(xué)術(shù)/技術(shù)帶頭人計(jì)劃、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的支持。
 

　　(原文標(biāo)題：上海微系統(tǒng)所在石墨烯納米氣泡可控制備及其贗磁場研究方面取得進(jìn)展)