近日,浙江大学交叉力学中心基于拉曼光谱法对CVD石墨烯湿法转移过程中原生石墨烯性质与质量的变化进行了研究。该项目依托于国家自然科学基金以及国家重大科研仪器研制项目,相关成果以“Step-by-step monitoring of CVD-graphene during wet transfer by Raman spectroscopy”为题见刊于英国皇家化学会(Royal Society of Chemistry)旗下期刊《RSC Advanced》(RSC Adv., 2019 (9), 41447-41452)。
早先关于CVD石墨烯转移后的质量研究大多聚焦于针对转移至介电基底之后的研究,转移过程对原生石墨烯的质量产生何种影响至今仍不清楚。
这项工作中,我们采用拉曼光谱法对CVD石墨烯在转移过程中每个步骤(包括漂浮在刻蚀液上、拾取到目标基底上以及额外的退火处理后等)的掺杂水平以及应力状态等参数进行了表征。结果表明,刻蚀液环境会对漂浮在其上的原生石墨烯产生很强的压缩应变和p型掺杂,但是在拾取和清洗样品之后,掺杂与应变均显著降低。后续的退火处理会增加石墨烯中的压应变,但对其掺杂水平影响不大。此外,在转移过程中使用常用的PMMA聚合物层保护石墨烯时,聚合物层会增大漂浮状态的石墨烯中的p型掺杂,同时降低石墨烯退火后的晶格一致性。这些结果揭示了湿法转移过程中原生石墨烯的质量演变,进一步明晰了对石墨烯转移的认识,有助于为未来的石墨烯转移研究提供一定的方向。
图1 石墨烯湿法转移中不同状态介绍以及拉曼表征示意图
图2 原生石墨烯掺杂水平及应力状态随转移过程变化图
文|吴泽浩
编辑|常若菲