晶體結構對相應材料的物理性質有深刻的影響。通過合成具有特定對稱性的晶體,即使對于相同的化學構型(例如,石墨和金剛石),也可以強烈地調節其性能。當可以通過外部刺激動態改變晶體的結構相時,就會出現更多有趣的機會。這種能力雖然很少見,但會導致許多令人興奮的現象,例如相變記憶效應。在三層石墨烯的情況下,有兩種常見的堆疊構型(ABA和ABC),它們具有不同的電子帶結構,表現出非常不同的行為。疇壁以兩個堆積順序存在于三層石墨烯中,顯示出令人著迷的新物理學,例如量子谷霍爾效應。三層石墨烯的相變工程已經得到了廣泛的研究。然而,操縱疇壁以實現對局部結構和性質的精確控制仍然是相當大的挑戰。在這里,實驗證明,我們可以通過激光輻照從一個結構相切換到另一個結構相,從而在三層石墨烯中創建不同形狀的疇。通過控制疇壁的位置和方向,可以精細地控制石墨烯的局部結構相和性質,為制造具有設計的原子結構和電子光學性質的人工二維材料提供了一種簡單而有效的方法。
Fig. 1 機械剝離的TLG的表征。
Fig. 2 TLG中光誘導的ABC到ABA結構相變。
Fig. 3 TLG中域壁的多功能操作。
Fig. 4 MLG中光誘導的結構相變的拉曼映射和s-SNOM成像。
Fig. 5 TLG中熱退火誘導的ABC到ABA結構相變。
Fig. 6 確定TLG中結構相變的能壘。
相關研究成果于2020年由國防科學技術大學物理系Jiayu Dai課題組,發表在Light: Science & Applications(https://doi.org/10.1038/s41377-020-00412-6)上。原文:Light-induced irreversible structural phase transition in trilayer graphene。
轉自《石墨烯雜志》公眾號