鑽石舞台

金屬襯底上石墨烯表面形貌的便利、高效、無損觀測，對石墨烯的生長機理研究及實際應用均具有重要的意義。鉑襯底上化學氣相沉積法生長的石墨烯具有與襯底熱失配小、應力低、抗氧化性能好的特點，但是由於鉑的抗氧化性強，與銅上生長的石墨烯不同，鉑上石墨烯的形貌難以通過熱氧化的手段實現光學顯微鏡的直接觀測。

近日，中科院上海微系統與信息技術研究所於廣輝研究員、張燕輝副研究員和中國電子科技集團公司第55研究所的吳雲高級工程師等人報道了一種通過亞甲基藍（MB）表面修飾實現鉑襯底上石墨烯無損觀測的方法。通過該方法，可以藉助普通的光學顯微鏡實現鉑襯底上石墨烯晶疇及缺陷的宏觀觀測。

圖a 藍色MB被還原成無色亞甲基白(LMB)再被氧化成為MB的過程，以及鉑襯底上石墨烯在MB處理後表面物質分布示意圖。圖b MB修飾後鉑上石墨烯分立晶疇的光鏡圖片。圖c 經過MB處理與未經MB處理石墨烯樣品的電學性能對比。

石墨烯和鉑表面的化學活性有明顯差異，相同修飾條件下MB在石墨烯和鉑表面的物理吸附和化學反應同樣有明顯差別。因此，通過對比MB修飾後鉑上石墨烯樣品光學圖像中的顏色差異，可以分辨出石墨烯和裸露的鉑表面。同時，結合石墨烯中各種缺陷的結構和分布特點，還可以分辨出石墨烯中褶皺、裂紋和孔洞等缺陷，從而揭示石墨烯形貌和分布規律。該表徵方法對鉑襯底和石墨烯均無損傷，不影響襯底的再利用和石墨烯的後續表徵或應用。除鉑襯底外，該方法也適用於銅等多種襯底上石墨烯的表徵。該工作對於石墨烯薄膜的表徵、修飾等有重要的借鑑意義。

【基金支持】This work was supported by the National Defense Technology Innovation Special Zone Project, the National Natural Science Foundation of China (51402342), and the Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (20501130200).

Nondestructive visualization of graphene on Pt with methylene blue surface modification

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https://doi.org/10.1007/s40843-022-2038-4