背景

Ping-Heng Tan教授在北京中國科學院的研究重點是二維層狀材料的光學性質。這還包括相關的異質結構、納米碳材料和新型低維半導體材料。

圖1：(a)顯示了通過自制的微拉曼模塊和FERGIE(IsoPlane 81)系統獲得的石墨烯的一階和二階拉曼光譜，用于共聚焦拉曼光譜。實驗中使用了氦氖激光器。

(b) 顯示FERGIE能夠在單次捕獲中產生非常寬的光譜，因為它的焦距短，這對于拉曼和熒光實驗都非常有用。

挑戰

他的團隊使用拉曼光譜來分析硅襯底上制造的單層石墨烯。這使他們能夠表征和區分典型材料的晶體結構。

對這些結構的準確分析是區分石墨烯的G和2D模式的關鍵，石墨烯是折疊石墨烯層的兩種主要拉曼模式。這些峰的變化提供了有關石墨烯單體及其結構的信息。因此，需要靈敏且高精度的拉曼系統。雖然很小，但FERGIE(IsoPlane 81)具有良好的靈敏度。石墨烯和硅的拉曼光譜可以通過這個智能系統與自制的微拉曼模塊相結合來獲得。

解決方案

他的小組發現，IsoPlane 81的高靈敏度允許檢測石墨烯兩種主要拉曼模式的拉曼光譜。由于其無像差性能，陳教授發現IsoPlane 81可用于檢測每次捕獲的非常寬光譜范圍內的光致發光信號，靈敏度高。然而，它足夠靈敏，可以獲得表征晶體結構的拉曼光譜。該小組還發現，IsoPlane 81在專業拉曼光譜儀和手持式光譜儀之間架起了一座橋梁，既可以作為標準的科學實驗室，也可以作為現場工作站。

審核編輯 黃宇