《石墨稀及其相關結構生長與電子性質研究》是依託浙江大學，由何丕模擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：石墨稀及其相關結構生長與電子性質研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：何丕模
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
課題將通過不同的襯底和碳源（如分解碳氫化合物）進行嘗試，以期找到新的生長石墨烯的方法，結合生長動力學方面的研究，探索石墨烯的生長規律。同時，在生長石墨烯的基礎上，進一步在石墨烯上吸附其它金屬或分子，製備其它金屬（或分子）/石墨烯有序結構，並嘗試對這些結構的尺寸、間距進行控制。同時,利用掃描隧道顯微鏡和光電子譜等不同手段對生長的石墨烯及其相關體系的原子結構、電子性質等進行全面系統的研究，並輔以第一性原理計算,探索和認識上述體系的電子約束行為，建立其原子結構和電子性質及相關物性的內在聯繫，最終實現人為控制石墨烯體系電子性質，諸如能隙的打開、載流子類型與密度等，為石墨烯在電子學方面的套用提供基礎。
結題摘要
本課題主要探索石墨烯及其相關結構的生長規律，發展石墨烯及其相關結構的可控制備和電子性質的調控，得到尺寸可控的石墨烯及其相關納米結構；開展石墨烯及其相關低維結構的在原子尺度上的精確表征以及電子性質分析，並輔以第一性原理計算,探索和認識上述體系的電子約束行為，建立其原子結構和電子性質及相關物性的內在聯繫。按照課題研究內容，我們在前期研究的基礎上，課題相關研究工作以及取得的主要創新成果如以下幾個方面：（1）金屬納米粒子在石墨烯表面的擴散和組裝行為研究，特別是磁性金屬納米粒子/石墨烯異質結構的控制生長。我們主要利用在金屬石墨烯/Ru(0001)體系的摩爾超結構對於金屬吸附原子的約束行為在石墨烯/Ru(0001)表面上生長了不同尺度、規則的磁性金屬Co、Mn等納米糰簇，發現Co等納米糰簇的尺寸是可以調製的，認識了相關生長機理。（2）利用金屬表面輔助有機分子分解製備不同寬度、多種邊緣取向的石墨烯納米結構，以及對石墨烯納米結構的寬度、邊緣結構和電子性質的控制。這一 “自下而上”的石墨烯納米結構生長方法，可以在原子尺度上生長和精確控制石墨烯納米帶和納米片的尺度，甚至邊緣結構，是一種石墨烯可控剪裁和能帶調控有效途徑。（3）石墨烯摻雜及有機分子吸附對石墨烯電子性質調控。利用吸附原子或分子的方式精確地控制石墨烯載流子的類型與密度同樣是石墨烯研究中的一個重要問題。我們利用模型體系，對石墨烯摻雜以及有機分子吸附的電子性質等進行了研究，通過矽、硼、氮等摻雜，有機分子與石墨烯的相互作用可以加強，且通過摻雜與有機分子的吸附，該體系除了打開能隙以外，出現磁性。通過一系列的研究工作，課題達到了預期目標。課題執行期間，在Nanotech.，J.Chem. Phys.等國際重要學術刊物共發表學術論文13篇。同時，在課題的資助下，在國際/國內學術會議上作了6次學術報告。資助研究生參加學術會議6人/次。通過課題的執行，培養了多名研究生，其中，4名博士生相繼畢業。
