精细光谱与精细结构团队在二维材料光学特性研究方面取得新进展

近期，365365最快线路检测中心精细光谱与精细结构团队与中科院半导体所和浙江大学合作，在二维材料光学特性研究方面取得新的进展，相关工作“Twist angle dependent absorption feature induced by interlayer rotations in CVD bilayer graphene”以365365最快线路检测中心为第一单位发表在《Nanophotonics》（2021, 10(10) : 2695-2703），本科毕业生周文广，博士研究生杨明明等为共同第一作者，李晓莉教授、赵晓辉副教授等为共同通讯作者。

石墨烯具有独特的二维结构和优异的晶体学质量，蕴含了丰富而新奇的物理现象，呈现优良的电学性能和光学性能，被期待用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件和光电器件。目前化学气相沉积法（CVD）生长的大面积和高质量的石墨烯薄膜备受关注。单层石墨烯通过堆叠可得到双层甚至多层石墨烯，而CVD生长的多层石墨烯在堆叠时通常不具有体石墨中采用的Bernal堆垛方式，而是合成出石墨烯片层取向随机的转角多层石墨烯。堆垛方式的差异有可能导致石墨烯具有不同的层间耦合，影响其电子能带结构和光学性质。本工作中作者提供了一种确定CVD生长双层石墨烯层间转角θt的可行方法，通过光学衬度谱测试结果表明，在转角双层石墨烯中会出现Bernal堆垛双层石墨烯中没有出现的新的吸收峰，进而可计算出θt。同时由拉曼光谱中R模的位置计算出θt，两种方法得到的θt之间的误差小于7％，因此确定利用光学衬度谱中的特殊吸收峰测试CVD生长的双层石墨烯层间转角θt的方法具有可行性。该研究成果为鉴别石墨烯层间转角θt提供了简单易行的光学方法，为石墨烯未来在半导体器件方面的应用提供帮助。