Carbon:氢和氘等离子体产生的石墨烯边缘的终止作用

随着器件尺寸减小到纳米级，边缘工程对基础研究和应用都很重要。石墨烯的情况尤其如此，因为石墨烯边缘根据原子结构和末端显示出完全不同的电子特性。最近有研究表明，通过使用氢（H）等离子体蚀刻石墨烯和石墨，可以获得原子级精确的锯齿形边缘。然而，尚未对边缘终止进行直接研究。在这项研究中，通过高分辨率电子能量损失光谱研究了H等离子体产生的边缘的终止，以表明边缘是sp2键合的，并且边缘碳原子仅由一个H原子终止。这表明，通过H等离子体蚀刻可以获得理想的锯齿形边缘，该边缘不仅在原子上是精确的，而且是sp2键合。还通过扫描隧道显微镜研究了用不同同位素氘（D）的等离子体蚀刻石墨表面，以表明D等离子体各向异性蚀刻石墨的效率比H等离子体低，尽管它可以更有效地制造缺陷。

来源：Taisuke Ochi , Masahiro Kamada , Takamoto Yokosawa , Kozo Mukai , Jun Yoshinobu , Tomohiro Matsui，Termination of graphene edges created by hydrogen and deuterium plasmas，Carbon 203 (2023) 727–731，https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.12.020