[发明专利]一种调控和表征石墨烯带隙的方法及装置

摘要

本发明公开了一种调控和表征石墨烯带隙的方法，同时公开了一种调控和表征石墨烯带隙的装置，包括He‑Ne激光器、第一全反镜、第二全反镜、第一分光镜、第二分光镜、透镜、石墨烯、第三全反镜、滤光片、光谱仪、CCD、同步控制器、计算机控制系统和路由器。本发明能够快速调控石墨烯带隙，并给出石墨烯带隙具体值，为打开石墨烯带隙及其在半导体领域的应用提供了一种行之有效的方法；利用石墨烯拉曼光谱G峰峰值位置表征石墨烯带隙，大大提高了控制精度，操作方便、简单；采用He‑Ne激光作为石墨烯拉曼光谱的激发光，使溴或碘电子的激发降到了最低，测量结果准确，可以控制掺杂溴蒸气和碘蒸气的体积，为精确控制石墨烯的带隙提供了可靠保障。

主权项

一种调控和表征石墨烯带隙的方法，其特征在于，对石墨烯进行溴蒸气或碘蒸气掺杂，石墨烯吸附溴蒸气或碘蒸气表面产生吸收心，吸收心与石墨烯之间将发生电荷转移，吸收心与石墨烯之间的电荷转移影响石墨烯的费米能级，通过控制掺杂溴蒸气或碘蒸气的体积调控石墨烯的费米能级；石墨烯拉曼光谱G峰位置表征了吸收心与石墨烯之间电荷迁移的程度，G峰峰值位置的移动和带隙成线性关系，在线监测石墨烯掺杂前和掺杂后的石墨烯拉曼光谱G峰频移，实现石墨烯带隙的表征，其步骤如下：步骤一：将石墨烯样本放置在密封玻璃空腔中，打开He‑Ne激光，通过分光镜和透镜使He‑Ne激光聚焦到石墨烯样品的表面；步骤二：利用光谱仪在线测量石墨烯样品掺杂前的拉曼光谱，并将测得的数据传给计算机控制系统，计算机控制系统进行记录；步骤三：对放置在密封玻璃空腔中的石墨烯样品进行溴蒸气或碘蒸气的掺杂，并放置一段时间；步骤四：光谱仪在线测量掺杂后石墨烯的拉曼光谱，并将测得的数据传给计算机控制系统，计算机控制系统进行记录；步骤五：计算机控制系统根据光谱仪测量的掺杂前后石墨烯拉曼光谱G峰峰值计算石墨烯拉曼光谱G峰峰值位置频移，根据石墨烯拉曼光谱G峰峰值位置频移和带隙的函数关系计算石墨烯带隙EF，并显示在计算机控制系统上；其中，为掺杂前后石墨烯拉曼光谱G峰峰值的位置频移，cm‑1eV‑1是耦合系数42的单位。