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Science：化學合成半導體納米孔石墨烯
西班牙加泰羅尼亞納米科技研究所Aitor Mugarza, César Moreno和西班牙圣迭戈·德孔波斯代拉大學Diego Pea團隊合作，報道了一種化學分子前驅體聚合制備1nm孔半導體石墨烯的新策略。
研究人員采用類似石墨烯納米帶的合成策略，以DP-DBBA為分子前驅體，在Au(111)單晶表面。在200℃時分子開始聚合，在400℃左右開始形成納米帶。和之前的石墨烯納米帶不一樣的是，這種石墨烯納米帶結構并不是規則的直線型，因此，當進一步進行450℃的退火操作時，石墨烯納米帶并沒有繼續變寬形成更寬的納米帶，而是聚合形成納米孔結構的石墨烯。
上海微系統所等在石墨烯單晶晶圓研究中獲進展
中國科學院上海微系統與信息技術研究所信息功能材料國家重點實驗室在高遷移率的石墨烯單晶晶圓研究方面取得進展，相關研究成果以Wafer-scale growth of single-crystal graphene on vicinal Ge(001) substrate為題，發表在Nano Today上。
研究發現，選用10o以上斜切角度的(001)晶面鍺作為石墨烯的生長襯底，可以獲得單一取向的石墨烯晶疇。通過將這些取向一致的石墨烯晶疇無縫拼接，研究人員在15o切角(001)晶面鍺襯底表面制備出高遷移率的單晶石墨烯晶圓。實驗結果和理論計算表明，石墨烯晶疇的形核取向與鍺襯底的斜切角度緊密關聯。同時，研究人員利用原子力顯微鏡對石墨烯生長行為進行連續觀察，結果表明，15o切角(001)晶面鍺襯底表面上沿著斜切方向的石墨烯的形核被抑制，而垂直于斜切方向的石墨烯形核不受影響。整個石墨烯生長過程中，無新的石墨烯形核產生，單晶石墨烯晶圓的制備是由取向一致的石墨烯晶疇無縫拼接而成。通過此技術制備出的單晶石墨烯晶圓展現出超高的載流子遷移率，有望對石墨烯納米電子器件的研制提供材料支撐。
雙層-雙層轉角石墨烯中的關聯絕緣態研究獲進展
中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心納米物理與器件實驗室N07課題組博士沈成和研究員張廣宇等從AB堆垛的雙層石墨烯出發，研究了雙層-雙層石墨烯（“2+2”）魔角體系�？紤]到單個AB堆垛的雙層石墨烯會在垂直原子平面的位移電場作用下在零能量費米面處打開能隙，形成“墨西哥帽”式的能帶結構，他們提出，由AB堆垛的雙層石墨烯構筑的轉角雙層-雙層石墨烯體系，同樣存在電子平帶且平帶結構可以受到位移電場的調控。
中國學者發現質子輔助生長超平整石墨烯薄膜
南京大學物理學院高力波教授團隊領銜的研究團隊，以“質子輔助生長超平整石墨烯薄膜”為題，在《自然》雜志上發表了將質子輔助生長用于高質量石墨烯制備的研究成果。這項工作，不僅探索出了一種可控生長超平整石墨烯薄膜的方法，更為重要的是，該團隊還發現了這種生長方法的內在機制，即質子輔助，這種方法有望推廣到柔性電子學、高頻晶體管等更多重要的研究領域。
a：質子滲透和氫去耦合模型；b：普通CVD方法生長的有褶皺石墨烯；c：氫氣等離子體處理過后的同位置褶皺變化；d：質子輔助生長的超平滑石墨烯薄膜。
中國科學家在單層石墨烯力學性質研究中取得進展
中國研究人員在英國《自然•通訊》上發表報告說，他們借助新開發的技術，實現了對單層石墨烯的定量拉伸測試。相關結果和實驗技術有助建立這種“超級材料”的真實力學性能標準，推動這種高性能材料更好地應用在不同領域，比如制造出更好的飛機、高鐵輕量化部件以及更強韌的柔性觸摸屏等。
石墨烯基電化學電容器儲能研究取得進展
中國科學院金屬研究所與英國倫敦大學學院合作，在《自然-能源》(Nature Energy) 在線發表題為《可調層間距、高效孔利用石墨烯薄膜的電化學電容儲能研究》（Tuning the interlayer spacing of graphene laminate films for efficient pore-utilization towards compact capacitive energy storage）的研究論文。
片層間距可調節的復合石墨烯薄膜的制備過程
研究人員制備了不同比例的氧化石墨烯和熱膨脹還原石墨烯的混合溶液，經過真空抽濾，得到片層間距可調節的復合石墨烯基薄膜。通過調控片層間距，實現了優化整個電極材料孔隙率的效果。當電極材料的孔隙尺寸與電解液的離子尺寸相匹配時，孔隙的空間利用達到了最優化，從而極大化了體積能量密度。在此基礎上，科研人員設計了全固態柔性電化學電容器，石墨烯薄膜電極材料本身良好的彎折性能，保證了整個器件的柔性，并進一步發展了智能器件，通過根據實際需求改變電路連接方式，實現了不同的輸出效果。
南京大學在石墨烯三維網絡塊體材料研究中獲得重大進展
南京大學現代工程與應用科學學院王學斌教授課題組報道了一種鋅誘導的分層碳化法，可以在低成本下高效制備優質的三維石墨烯塊體材料，其產品稱之為鋅誘導三維石墨烯ZnG。鋅法三維石墨烯產品ZnG具有高比表面積、優異熱穩定性、在空氣中和在電解液中出色的電導率。該工作還演示了ZnG用作雙電層型超級電容器的電極，實現了卓越的能量密度、功率密度、循環壽命。
圖 三維石墨烯ZnG的合成方法、結構、形態和拉曼光譜分析。a-c) 合成過程及光學照片；d-g) SEM、STEM、TEM圖片；h)單個泡孔孔壁——石墨烯膜的HRTEM圖；i) 拉曼光譜。
大面積單層石墨烯的可控合成取得重要進展
中國科學技術大學國家同步輻射實驗室宋禮教授課題組與大連理工大學三束材料改性教育部重點實驗室趙紀軍教授課題組合作，在高質量、大面積、單層石墨烯的可控合成及其生長機理研究方面取得重要進展。相關成果發表于國際著名期刊ACS Nano。
該研究采用安全廉價的環己烷（C6H6）為液態碳源，設計了一種新型三元合金基底Cu2NiZn，并通過對低壓CVD合成工藝的探索，實現了大面積高質量單層石墨烯的生長。結合拉曼光譜（Raman）、原子力顯微鏡（AFM）、透射電子顯微鏡（TEM）等多種手段，證實了三元合金基底生長的石墨烯具有單層性和高結晶性。同時，利用微納加工技術構筑了石墨烯場效應晶體管（FET），測得三元合金基底上生長的石墨烯遷移率遠優于其他兩種基底（Cu, CuNi）。
廈門大學在石墨烯單分子器件取得重要進展
化學化工學院洪文晶教授課題組、薩本棟微米納米科學技術研究院楊揚副教授課題組及英國蘭卡斯特大學Colin J. Lambert教授課題組合作，在基于石墨烯電極的單分子電子器件方面取得重要研究進展。相關研究成果以“Cross-plane transport in a single-molecule two-dimensional van der Waals heterojunction”為題發表于Science Advances (doi號: 10.1126/ sciadv.aba6714, IF= 12.804)。
洪文晶教授課題組與楊揚副教授課題組在自主研發的機械可控裂結技術裝置的基礎上，開發了一種新型的層間裂結技術裝置，用以構筑和表征單分子范德華異質結器件。研究人員將一系列多環芳烴化合物（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons）分別嵌入在兩片單層石墨烯電極之間，首次構筑了單分子范德華異質結器件，并對多種該類器件的電輸運性質進行了表征。實驗發現，利用該新型層間裂結技術所構筑的單分子范德華異質結，表現出與傳統分子電子器件中所常見的面內輸運明顯不同的變化規律。實驗中還發現，相同苯環數量、不同分子結構的異質結器件展現出不同的電輸運性質，顯示出典型的室溫下量子輸運特性。該工作所開發的新型層間裂結技術和構筑的單分子范德華異質結，對后續進一步研究和設計功能多樣的單分子電子器件具有重要的參考價值。
資料來源：
中國科學院上海微系統所、物理研究所、科技日報、環球網、materials views china、南京大學、中國科技大學、廈門大學、石墨烯聯盟等。
（中國粉體網編輯整理/平安）
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