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发布时间：2025-08-01 14:16:22 人气：
二维材料转移应用之
扭转双层石墨烯异质结的构建
单层石墨烯
二维材料转移
异质结构建
双层石墨烯异质结是由两个单层石墨烯通过堆叠方式构建而成的二维材料结构，其制备过程通常采用干法转移技术实现高质量的界面贴合。与天然石墨烯层状结构不同，人工构建的双层石墨烯异质结具有更高的结构可控性，尤其在层间距、对齐方式以及与其他材料的集成方面展现出明显优势。
此外双层石墨烯异质结也为构建多功能异质结构提供了坚实基础。
转移结构
○目标异质结结构：
双层石墨烯异质结
两个单层石墨烯分别是：
硅衬底上的单层石墨烯
PDMS/PC转移头上的单层石墨烯
两个单层石墨烯厚度均为0.4nm左右，对二维材料转移设备的综合性能要求非常高。
转移前准备
硅衬底上的单层石墨烯
通过机械剥离胶带撕取石墨烯样品，然后将胶带贴在硅片上，再撕掉胶带，显微镜下观察寻找单层石墨烯区域
PDMS/PC转移头上的单层石墨烯
此处采用滴球法，先在载玻片上形成一个载玻片—PDMS—PC结构的转移头
通过转移头上的PC粘取另一个衬底上的单层石墨烯
最终形成一个单层石墨烯—PC—PDMS—载玻片的多层结构
滴球法PDMS/PC转移头示意图
转移过程
整体转移步骤示意图
依次找到衬底和PDMS/PC转移头上合适大小的单层石墨烯，初步对准
视野中上下两个单层石墨烯初步对准↑
通过移动载玻片位移平台的XY轴，调整载玻片上的单层石墨烯样品，使之与下层衬底上的单层石墨烯上下堆叠
移动载玻片位移平台XY轴，堆叠单层石墨烯↑
分别切换不同倍率物镜观察，缓慢下降载玻片Z轴进行贴合
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左右滑动，查看更多
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缓慢下降载玻片Z轴进行贴合↑
20X物镜下观察两个单层石墨烯贴合情况↑
50X物镜下观察两个单层石墨烯贴合情况↑
贴合完成后，再切换到5X物镜观察，加热一段时间后，开始缓慢上抬载玻片Z轴使得PC与PDMS脱离
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左右滑动，查看更多
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脱离后，移开载玻片位移平台，观察转移效果
成功在衬底上转移出双层石墨烯异质结↑
后续可用溶剂浸泡硅片，洗掉PC，留下双层石墨烯异质结
应用扩展
如果以特定扭转角（1.1°）进行单层石墨烯的堆叠，此时则会形成魔角石墨烯，这是近年来研究最为广泛的莫尔超晶格材料，有许多新奇的物理特性。
↑扭转双层石墨烯(tBG)结构及其新奇的物理性质. (a) tBG结构示意图. tBG中的超导态(b)、铁磁态(c)和绝缘态(d)
来自韩国多所院校的联合研究团队提出扭曲双层石墨烯（tBLG）中的三阶光学非线性可以根据堆叠角进行显著改变，为设计用于未来非线性光子和光电器件的二维堆叠材料提供了重要的理论依据。
↑扭曲双层石墨烯（tBLG）中三次谐波产生（THG）的实验设置以及测量结果
转移所用设备
LET-S系列高分辨电动二维材料转移平台
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