石墨烯的应力工程研究

摘要

石墨烯是由单层碳原子按六角蜂窝状的晶体结构密堆积而成的.由于其新奇而丰富的物理性质及广阔的应用前景,石墨烯已经成为了凝聚态物理研究中的一个热点.石墨烯的电学性质很容易受到其形貌结构的影响.近两年,作者主要致力于石墨烯应力结构中一些非常新奇的物理效应的研究.本工作系统地研究了在生长过程中由于热应变形成的石墨烯褶皱结构,指出了褶皱子(wrinklon)是构成石墨烯褶皱的基石,并首次证明了边界处褶皱波长λ随离边界距离γ的变化满足方程λ≈(ky)0.5,其中系数k≈55 nm完全由石墨烯本征的参数决定.作者利用扫描隧道显微镜(STM)和扫描隧道谱(STS)对一维石墨烯烯褶皱结构进行了系统的研究，发现了应力产生的晶格形变会在石墨烯中产生规范场，进而产生零磁场下一维朗道量子化这一全新量子态;同时还发现一维周期性的石墨烯褶皱可以近似的等效成一维周期性势场，使石墨烯的电子结构在更高能量处出现超晶格狄拉克点。这些研究结果对于人们了解和调控石墨烯的电学性质有重要的物理意义。