圖1：(a)質(zhì)子輔助法制備石墨烯層間氫氣的示意圖。(b, c) AFM同位置表征氣泡的生長過程。(d)石墨層間插層氣泡的光學(xué)照片。(e) 和分子填充在hBN層間的拉曼特征峰。(f)不同尺寸氣泡的室溫穩(wěn)定性。(g)不同尺寸氣泡的高溫穩(wěn)定性。

圖2：(a)石墨烯氣泡的AFM圖。(b, c)石墨烯、hBN和氣泡截面比較及其統(tǒng)計(jì)的長徑比。(d)石墨烯的拉曼G峰與氣泡徑向距離r的關(guān)系。(e)氣泡穹頂應(yīng)變隨氣泡徑向距離r的關(guān)系。(f)不同尺寸石墨烯氣泡的拉曼光譜。

圖3：(a)石墨上大量破裂氣泡的SEM照片。(b)理擬合石墨烯、氫化石墨烯、hBN和不同尺寸氣泡的內(nèi)壓。(c, d)不同層數(shù)氣泡破裂的AFM圖和相應(yīng)高度剖面圖。(e)石墨、hBN和氣泡的穹頂層數(shù)統(tǒng)計(jì)。(f)調(diào)控等離子體功率實(shí)現(xiàn)可控的石墨烯氣泡穹頂層數(shù)。

圖4：(a)石墨烯氣泡在100 ~ 773 K范圍內(nèi)的變溫拉曼光譜。(b)氣泡穹頂?shù)睦麲峰偏移量隨溫度的變化關(guān)系。(c)不同溫度下氣泡體積(VT/V0)的變化。(d)不同溫度下氣泡內(nèi)壓的變化。

圖5：(a, b)控制制備的氣泡的密度和尺寸。(c)不同條件下制備氣泡高度的統(tǒng)計(jì)圖。(d, e)質(zhì)子與氘核在相同條件下的光學(xué)照片，存在明顯的同位素效應(yīng)。(f)石墨中的生成速率圖，最大速率約為470 s-1μm-2。

該工作由南京大學(xué)高力波課題組、奚嘯翔課題組和王雷課題組合作完成。南京大學(xué)高力波教授負(fù)責(zé)課題的總體構(gòu)思、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及樣品的制備和表征，奚嘯翔教授負(fù)責(zé)文章中低溫拉曼部分，王雷教授負(fù)責(zé)文章中石墨和hBN樣品的制備。南京大學(xué)物理學(xué)院副研究員徐潔、博士研究生劉偉林和唐文娜為論文的共同第一作者，南京大學(xué)物理學(xué)院高力波教授和博士后袁國文為論文的共同通訊作者。該工作感謝固體微結(jié)構(gòu)物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、人工微結(jié)構(gòu)科學(xué)與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心的大力支持，以及國家自然科學(xué)基金委的經(jīng)費(fèi)資助。

審核編輯：劉清