從單層石墨烯中收集拉曼光譜

背景

Ping-Heng Tan教授在北京中國科學(xué)院的研究重點是二維層狀材料的光學(xué)性質(zhì)。這還包括相關(guān)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)、納米碳材料和新型低維半導(dǎo)體材料。

圖1：(a)顯示了通過自制的微拉曼模塊和FERGIE(IsoPlane 81)系統(tǒng)獲得的石墨烯的一階和二階拉曼光譜，用于共聚焦拉曼光譜。實驗中使用了氦氖激光器。

(b) 顯示FERGIE能夠在單次捕獲中產(chǎn)生非常寬的光譜，因為它的焦距短，這對于拉曼和熒光實驗都非常有用。

挑戰(zhàn)

他的團(tuán)隊使用拉曼光譜來分析硅襯底上制造的單層石墨烯。這使他們能夠表征和區(qū)分典型材料的晶體結(jié)構(gòu)。

對這些結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確分析是區(qū)分石墨烯的G和2D模式的關(guān)鍵，石墨烯是折疊石墨烯層的兩種主要拉曼模式。這些峰的變化提供了有關(guān)石墨烯單體及其結(jié)構(gòu)的信息。因此，需要靈敏且高精度的拉曼系統(tǒng)。雖然很小，但FERGIE(IsoPlane 81)具有良好的靈敏度。石墨烯和硅的拉曼光譜可以通過這個智能系統(tǒng)與自制的微拉曼模塊相結(jié)合來獲得。

解決方案

他的小組發(fā)現(xiàn)，IsoPlane 81的高靈敏度允許檢測石墨烯兩種主要拉曼模式的拉曼光譜。由于其無像差性能，陳教授發(fā)現(xiàn)IsoPlane 81可用于檢測每次捕獲的非常寬光譜范圍內(nèi)的光致發(fā)光信號，靈敏度高。然而，它足夠靈敏，可以獲得表征晶體結(jié)構(gòu)的拉曼光譜。該小組還發(fā)現(xiàn)，IsoPlane 81在專業(yè)拉曼光譜儀和手持式光譜儀之間架起了一座橋梁，既可以作為標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)實驗室，也可以作為現(xiàn)場工作站。

審核編輯 黃宇