中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
近年來(lái)，轉角石墨烯受到國內的關(guān)注。轉角石墨烯所具有的大周期莫爾晶格（Moiré pattern）及其所帶來(lái)的能帶折疊效應可以誘導出豐富、新奇的電子結構。尤其是在一些特殊的小角度上，電子結構中所出現的平帶會(huì )衍生出較多不尋常的現象，如超導、強關(guān)聯(lián)、自發(fā)鐵磁性等。 ???? ?
目前，多數研究采用機械剝離和逐層轉移的物理方法對轉角石墨烯樣品進(jìn)行制備，而該方法存在條件苛刻、產(chǎn)出率低、界面污染等問(wèn)題。為發(fā)展更加高效的制備技術(shù)，科學(xué)家通過(guò)對化學(xué)氣相沉積法中襯底的設計，陸續突破了幾種類(lèi)型的轉角石墨烯的規?；苽潆y題。然而，關(guān)于多層石墨烯的轉角周期的可控制備方面，尚無(wú)比較普適的解決辦法。 ???? ?
近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、上?？萍即髮W(xué)、中國科學(xué)院上海微系統與信息技術(shù)研究所、中國人民大學(xué)和德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)，尋找到一種石墨烯的折紙方法，可實(shí)現高層間周期的轉角石墨烯的可控制備。研究發(fā)現，鉑金表面生長(cháng)的石墨烯會(huì )形成一定的褶皺，褶皺長(cháng)大后向兩旁倒下，并在一些位置撕裂形成一個(gè)四重的螺旋位錯中心。褶皺倒下時(shí)會(huì )折疊其一側的石墨烯，帶來(lái)與褶皺的“手性”角（也就是褶皺的方向與石墨烯晶向的夾角）具有兩倍關(guān)系的單層轉角?？茖W(xué)家稱(chēng)之為“一維手性到二維轉角的轉化關(guān)系”，并利用折紙模型對該現象進(jìn)行了形象的演示。該研究進(jìn)一步探討了所形成的螺旋位錯再生長(cháng)帶來(lái)的新奇現象，并發(fā)現各層石墨烯會(huì )隨著(zhù)再生長(cháng)形成具有周期性的四層轉角結構，其中第1、3層與原始石墨烯的晶向相同，而2、4層的晶向由褶皺手性角所決定。因此研究提出了一種新的周期轉角多層石墨烯的制備方法，即通過(guò)控制石墨烯褶皺形成的方向，制備具有特殊層間轉角周期的多層石墨烯。該方法可用于多種可以形成褶皺的其他二維材料。???? ?
相關(guān)研究成果以《通過(guò)石墨烯螺旋的一維到二維的生長(cháng)將手性轉化為轉角》（Conversion of Chirality to Twisting via 1D-to-2D Growth of Graphene Spirals）為題，發(fā)表在《自然-材料》（Nature Materials）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等的支持。
