摘要 相比單層石墨烯，特定構型的石墨烯納米結構具有更加新奇的物理性質，被認為是構筑基于石墨烯功能納米器件的基本單元。由于納米結構的性質對其局域原子構型非常敏感，可控制備高質量的、原子級精確的石墨烯納米結構并研究其奇特的電子學和自旋電子學性質是實現其器件應用的必要前提。

目前，實驗構筑鋸齒形石墨烯納米帶及其面內異質結、納米孔洞以及量子點已取得很多重要進展，但是具有復雜結構的功能化石墨烯納米結構的構筑與物性研究仍存在挑戰。文章介紹作者在原子級精確構造石墨烯納米結構方面取得的系列科研進展。

運用可控制備技術與高精度的極低溫強磁場掃描隧道顯微鏡，探索在不同襯底上制備高質量的、具有特定構型的石墨烯納米結構，并嘗試對制備的石墨烯納米結構進行原子級精準的操縱，實現構造“用戶定制”的功能化石墨烯納米結構。此系列工作發展了石墨烯納米結構精確可控制備方法，為研究復雜納米結構與物性提供了新的思路。

1 引 言

碳的同素異形體，最常見的包括：石墨、鉆石及無定形碳，很早就開始被人類使用與研究［1］。石墨烯是一種只有單原子厚度（約0.335 nm），由碳原子經sp2雜化形成的六角蜂窩狀結構的二維晶體材料。

完美的單層石墨烯帶隙為零，導帶與價帶在狄拉克點交匯，電子作為無質量的狄拉克費米子傳輸，遷移率非常高［2—5］。自2004年英國曼徹斯特大學的安德烈·蓋姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃肖羅夫（Konstantin Novoselov）首次通過膠帶機械剝離的方法制備出單層石墨烯樣品以來。

石墨烯優異的電學、力學、熱學、光學等特性被陸續報道［4，5］。然而，石墨烯最大的“缺點”就是沒有能隙，限制了其在半導體工業中的應用前景［3］。因此，對石墨烯進行一定程度的改性以實現對其能帶結構的精確調控，是突破石墨烯應用局限的一個重要途徑之一。

石墨烯作為理想的二維碳納米材料，被認為是其他sp2雜化碳材料的“母體材料”［1，2，6］。對石墨烯最直接的調控方式，就是將石墨烯進行卷曲、裁剪、堆垛等，形成不同原子構型的納米結構（圖1（a））。

此外，最近麻省理工學院的科學家首次實驗發現，將兩片石墨烯按照某些特定的小角度堆疊（魔角），可以觀測到非常規超導電性等奇特的性質。對石墨烯進行各種操作得到特定形狀的同時，原子排列構型包括邊界排列方式、旋轉角度、卷曲角度等都會對其性質產生很大的影響。

此外，研究局部的空位、增原子和替代摻雜等缺陷也對石墨烯性質產生很大的影響。因此，如何原子級精確地構筑具有特定構型的石墨烯納米結構，引入新的物理特性，是石墨烯研究領域的一個重要的方向。

高質量石墨烯納米結構的制備，可以分為“自上而下”與“自下而上”兩種方法。“自上而下”方法優勢在于形狀、尺寸等參數可控性強，與硅工藝兼容性好，能很好地結合多種微加工手段，是大規模制備石墨烯電子元器件的重要途徑。

然而，缺點在于設備昂貴，成本較高，制備出的石墨烯納米結構的缺陷密度、邊界構型通常很難控制，且難以制備寬度 20 nm 以下的納米結構，無法批量制備樣品滿足工業化的需求。

“自下而上”方法的優勢在于所制備的石墨烯納米結構的質量非常高，可達到原子級精確。目前，主要的自下而上制備原子級高質量石墨烯納米結構的方法主要是表面合成方法，即在一定溫度條件下，利用金屬表面的催化作用使得前驅體分子都按照完全一致的反應路徑發生化學合成反應，從而得到均一原子構型的石墨烯納米結構［15—18］。

石墨烯納米結構種類豐富，構型多樣，展現出不同于本征單層石墨烯的獨特性質。目前探索精確可控并實現“用戶定制”的石墨烯納米結構的制備方法仍然是一個重大挑戰［6］。

在以下三節中，將主要介紹作者近期通過可控生長技術與掃描隧道顯微鏡（STM）在石墨烯納米結構的構筑與物性調控方面的研究進展，包括在石墨烯特定碳原子上形成氫原子吸附、六角石墨烯納米島的構筑和圓形納米島的構筑及折疊操縱。

2 三分之一氫化石墨烯的制備

氫原子被認為是最簡單的石墨烯的吸附物［19］。石墨烯晶格中的氫原子吸附在碳原子上并與碳原子成鍵后，被吸附的碳原子與近鄰的碳原子間由本征的sp2雜化變成了sp3雜化。理論計算和實驗測量證實，在吸附單個氫原子后，π態的石墨烯體系中的單個pz軌道被移除，從而可以引入一個凈磁矩。

因此，可控吸附單個氫原子就可以在石墨烯晶格中可控“寫入”自旋，為石墨烯自旋器件提供了新的思路。如果化學吸附在石墨烯上的氫原子數量增多，就形成了氫化石墨烯。氫化石墨烯按照吸附排列可以分為隨機吸附和有序吸附。

相比隨機分布的氫化石墨烯，具有一定有序性的氫化石墨烯可以在無能隙的本征石墨烯中引入一個可觀測的能隙。此外，對于有序的氫原子吸附情形，當不同子晶格上的碳原子被氫原子吸附的數量差非常大時，將引入磁有序，形成石墨烯相關的鐵磁或者反鐵磁等磁性材料。

理論預測發現，氫原子的吸附位置以及被氫原子吸附的位于不同子晶格碳原子的比例會對氫化石墨烯的性能產生很大的影響。當氫原子均勻地在某些特定碳原子上化學吸附，形成具有單一吸附構型的晶態氫化石墨烯，并且引入不同于本征石墨烯的新物理性質，被認為是一種新型的石墨烯衍生材料。

例如，石墨烯的所有碳原子都被氫原子吸附，A原子與B原子吸附的氫原子分別朝向相反的方向（雙面氫化），從而形成sp3雜化碳原子的新型二維材料，被稱為“石墨烷（graphane）”。理論計算發現，石墨烷在本征石墨烯的狄拉克點處打開一個非常大的能隙（3.5 eV）。

而如果只是石墨烯晶格中的一套子晶格上的碳原子（A原子或者B原子）吸附了氫原子，而且所有氫原子朝向相同（單面氫化），即石墨烯中一半的碳原子被氫化，形成的新型二維材料則稱為“半氫化石墨烷（graphone）”。理論計算發現，graphone具有鐵磁性質。

早在2009年，Geim課題組實驗上首次報道了有序氫化石墨烯的制備。他們通過電子透射顯微鏡的電子衍射證明了自由態的石墨烯被氫原子吸附后形成了晶態結構，并推測所合成的晶態石墨烯為完全氫化的石墨烷結構。

他們在研究中發現，在實際的氫化過程中可能形成復雜的成鍵結構，使得樣品上依然有很多無序結構［25］。最近，研究人員在Cu和Ir等襯底上合成晶態石墨烯取得了重要進展。

但是，不難發現，所合成的晶態石墨烯都是不連續的局部有序結構，同一樣品上會混有多種構型的有序氫化結構，單一有序構型的面積不足100 nm×100 nm，會對進一步的應用產生很大的困難。

例如，由于不同構型的氫化石墨烯的性質會有很大差異，使得對所制備的氫化石墨烯進行裁剪的過程中，無法確定氫原子的具體構型，對后期的器件制備與表征帶來了不確定性。因此，實驗上需要進一步探索在石墨烯上原子級精確地構筑大面積均勻的單一構型氫化結構。

在目前合成石墨烯的襯底中，Ru（0001）單晶由于其表面可以外延生長的厘米量級高質量單晶石墨烯，是制備大面積均勻的單一構型氫化石墨烯的最佳襯底。之前研究報道中，Ru（0001）單晶表面外延生長的石墨烯與金屬基底的晶格失配形成的摩爾周期，對外來金屬原子和功能有機分子具有選擇性吸附。

利用高真空環境下的射頻等離子體發生器產生的氫原子對石墨烯樣品進行氫化處理。低能電子衍射（LEED）陣列顯示，相對于氫化前的石墨烯樣品，在石墨烯對應的點陣位置出現了一套新的格點。

拉曼光譜測量中發現，石墨烯出現被氫化的特征，并且相對于氫化前的石墨烯樣品，氫化后石墨烯的G和2D特征峰恢復，預示著Ru基底與石墨烯之間的界面有氫原子存在并有效地減弱了石墨烯與金屬基底的強相互作用。

高分辨的掃描隧道顯微鏡（STM）圖像，與基于密度泛函理論（DFT）的第一性原理計算，相結合證明，氫原子與位置的碳原子化學成鍵形成長程有序的雙面氫化結構。該結構中碳氫比為三比一，因此稱之為三分之一氫化石墨烯。高分辨STM圖像中條紋特征說明，三分之一氫化石墨烯的電子態密度空間分布中有很強的各向異性。

在樣品表面連續測量的LEED陣列和大面積STM圖像證明，晶態三分之一氫化石墨烯可以延展到整個 4 mm×4 mm 表面。三分之一氫化構型在超高真空中加熱到900℃后依然穩定存在，并且在大氣環境中暴露后也保持穩定。

樣品表面隨著氫化次數增加的結構衍變結果表明：少量氫化處理后，氫原子選擇性地化學吸附在頂位區域；隨著氫原子量的增加，面心立方密堆積的空位和六角密堆積的空位區域出現氫原子化學吸附，同時頂位區域開始形成三分之一氫化結構。最后，整個樣品形成了晶態的三分之一氫化結構。

掃描隧道顯微譜（STS）測量發現，三分之一氫化石墨烯相對氫化前費米面附近電子態密度雖然有顯著降低，但是并未打開一個能隙。這一結果與石墨烯氫化后打開一個能隙的預期不一致。

DFT理論計算發現，三分之一石墨烯能帶結構中展現各向異性，即在某一對稱性方向上展現具有狄拉克錐的半金屬性質，而其他對稱性方向上展現具有能隙的半導體性質。

Ru（0001）上成功制備具有各向異性能帶結構的三分之一氫化石墨烯，為構筑高質量的石墨烯功能化衍生材料以及相關性質應用的研究提供了新的思路。

3 六角鋸齒型邊界石墨烯納米島及硅插層結構的構筑

將石墨烯裁剪為納米結構可以產生兩種基本邊界構型：扶手椅（armchair）構型與鋸齒（zigzag）構型。早在2006年，加州大學伯克利分校的StevenG.Louie教授研究組在Nature上發表的文章中指出，與armchair邊不同，zigzag邊展現出自旋極化的邊界態。

因此，zigzag邊的石墨烯納米結構被認為是石墨烯未來在自旋電子學應用的基本單元［30］。目前為止，在實驗上對zigzag石墨烯邊界上的邊界態研究集中在少數襯底上的石墨烯納米帶。

然而，相比較石墨烯納米帶，零維的石墨烯納米島具有邊長與形狀多樣的特點，而且是構建未來石墨烯量子點基本單元。研究石墨烯納米島的邊界及邊界態，可進一步理解有限長度邊界與相交邊界的邊界態以及它們之間的相互作用，從而對設計與構建基于石墨烯邊界態的電子器件非常重要。

目前擁有高質量zigzag邊界的石墨烯納米島只能通過自下而上的方法在金屬襯底上制備而成。然而，Yan Li等人發現，在這種擁有高質量的zigzag邊界上由于占據低能量位置的邊界態與金屬襯底的強相互作用，使得邊界態是缺失的。

邊界態的缺失導致了對石墨烯納米點邊界態的研究以及零維的石墨烯納米結構在石墨烯基納米電子器件及自旋電子器件的應用受到了很大的限制。

通過在石墨烯與Ir（111）之間插入單層Si獲得類自由態的石墨烯納米島，可以有效解決由于邊界與基底的強相互作用而無法觀測到邊界態的問題（圖6）。首先，通過“自下而上”方法，Ir（111）上六角的石墨烯島被成功制備。

石墨烯島的尺寸小于100 nm，展現了由于石墨烯和Ir（111）表面零轉角堆垛形成的晶格常數失配導致的周期為2.5 nm的摩爾超結構，并具有高質量的原子級精確的zigzag邊界。石墨烯的邊界態由于邊界與Ir表面的強相互作用而無法被觀測到。

為了減弱石墨烯與Ir襯底的強相互作用，利用Si插層技術在石墨烯島和Ir襯底之間成功地插入了一層Si原子層。Si原子開始在裸露的Ir表面形成1.2 nm周期的有序摩爾超結構，并逐漸全部占據裸露的Ir表面。隨著Si原子數量的增加，石墨烯島中心開始出現Si的插層結構，隨后擴展到整個石墨烯島。

進一步，在Si插層后，實驗結合密度泛函理論（DFT）計算表明費米面附近的電子態為zigzag邊界上的邊界態。分別沿著垂直與平行于石墨烯島的一個直邊的方向采集了一系列的微分電導譜dI/dV譜。

在垂直于邊界的方向，在邊界采集的dI/dV譜中-0.05 V的能量位置處有一個很強的峰。在石墨烯島上做的dI/dV譜發現，遠離邊界處并沒有發現這個峰。沿著平行于邊界方向做的dI/dV譜發現，這個很強的峰一直能被觀察到。

在-0.05 V能量下采集的dI/dV空間分布證明，這個峰在空間分布上局域在邊界。對不同尺寸的石墨烯納米島的邊界態進行研究表明，由于尺寸受限導致的量子限域效應，石墨烯邊界態隨著石墨烯島尺寸的變大向費米面處偏移。

這項工作中，在Ir（111）表面成功獲得了具有高質量zigzag邊界的六邊形石墨烯納米島。通過Si插層技術，制備出近自由狀態的納米島并測量了島本征的邊界態，邊界態隨著島尺寸的增加而向費米面移動。該工作為研究金屬襯底上高質量石墨烯納米結構的自旋極化邊界態奠定了基礎。

4 圓盤型石墨烯納米島的可控構筑

雖然通過Si插層技術可以很好地恢復石墨烯的本征電子態，但是與硅的作用力還是會限制對石墨烯島的可控操縱。在所有石墨烯與襯底的作用力中，多層石墨烯之間的范德華力是一種非常弱的相互作用力。

如果將石墨烯島與襯底間的作用力減弱至范德華力，是實現石墨烯島可控操縱的一個有效的解決方案。作者基于此想法，選擇在石墨材料的表面可控構筑石墨烯納米島。

采用的方法是兩部合成法：第一步自上而下的方法，對層狀石墨樣品最上層的石墨層進行多次射頻等離子刻蝕和退火，在石墨最上層表面制備出納米尺度的孔洞。孔洞的尺寸與刻蝕處理的時間成正比，第二步，在刻蝕出較大的孔洞后，熱退火到1200℃，孔洞結構在高溫下進行轉移與融合，最后變為大小均勻的盤狀石墨烯島（圖8（a），（b））。

此外，除了具有單一原子排序的單晶石墨烯納米島，高溫退火處理過程中由于島融合過程中的邊界錯位，會產生具有兩個不同原子取向的雙晶石墨烯納米島。在兩個晶疇的界面會形成熱力學穩定的，由五元環與七元環相間排列組成的5-7-5-7石墨烯晶界。

這種均一大小的盤狀石墨烯島與其上結構均勻的5-7-5-7石墨烯晶界為未來基于石墨烯晶界的納米尺度的電子器件奠定了基礎（圖8（c），（d））。

石墨烯島與襯底間的高度為0.35 nm，與石墨塊體材料中層間的間距相符，從而證明石墨烯島與石墨烯襯底作用力是非常弱的范德華力。

作者開始小試牛刀，在這種與襯底弱相互作用力的石墨烯島上進行可控操縱實驗。通過將掃描隧道顯微鏡中的金屬針尖與石墨烯島靠近，沿著法線方向移動，可以對石墨烯島進行平移操縱；而沿著石墨烯島的切線方向，可以對石墨烯島進行旋轉操縱。

旋轉前后的STM圖像表明，石墨烯島上的原子取向與石墨烯襯底的取向發生了一定角度的旋轉，從而產生了新的摩爾周期結構。

5 石墨烯納米島原子級精準折疊

由于石墨烯優異的力學性能，對石墨烯納米島的操縱不限于例如平移與旋轉的平面內操控，還可以對其進行更加復雜的操縱。最為經典的復雜操縱即石墨烯的“折紙術”。

“折紙術”是一種把紙張折出各種特定形狀和花樣的藝術。藝術家們通過精妙的手法，把簡單與單調的二維紙張變成豐富多彩的三維結構。受這種藝術的啟發，折疊操縱經常被巧妙地用在很多科學技術前沿領域，用來構筑形狀與功能各異的結構、器件甚至機器，例如生物學領域可以將DNA單鏈折疊成復雜的二維形狀的方法等。

在宏觀尺度下，受折紙術的啟發，科學家已經能夠構建出石墨烯功能器件甚至機器模型。理論預測發現，在原子尺度，通過對石墨烯的彎曲折疊，可以構筑出具有新奇電子學特性的納米結構。這些電子學特性對局域的空位、增原子、邊界等缺陷結構非常敏感。

實驗上實現原子級精確的納米尺度的石墨烯折疊卻沒有報道。“石墨烯折紙術”這一概念最早來源于1995年Ebbesen和Hiura通過原子力顯微鏡在石墨最表面的臺階處發現了折疊現象。

隨后，研究人員在用掃描探針技術在石墨表面測量時也觀察到了折疊現象。在折疊過程中，石墨烯出現了撕裂、褶皺等缺陷，很難實現原子級精確可控［45—47］。目前，實現原子級精確折疊實驗的瓶頸在于被折疊的石墨烯面積過大或者質量不高，使得在折疊過程中會出現缺陷以及折疊方向受限。

將針尖首先放置于島的邊緣，并且逐漸減小針尖與島邊緣的垂直距離，增加針尖與島邊緣的靜電力。隨后將針尖沿著某一個特定的方向移動，島的邊緣被針尖提起并向針尖移動的方向移動，最后被提起的部分折疊在另一部分上，形成石墨烯折疊納米結構。

在這個折疊導致的復雜納米結構中，被提起的石墨烯片折疊后與剩下的片形成平整的堆垛結構，并且在連接部分形成了一個半閉合的管狀結構。同樣，如果將針尖放置于折疊石墨烯納米結構中被折疊部分的邊緣并逐步縮小針尖與邊緣的垂直距離，沿著與折疊時候相反的方向移動，被折疊部分重新被針尖提起，并跌落在石墨表面上，恢復折疊前的狀態。

這一折疊與解折疊石墨烯納米島的過程可以沿著任意方向多次可逆地進行。折疊過程中，并未產生原子缺陷，使得折疊形成的納米結構具有很高的質量與確定的原子構型。在折疊納米結構的三維圖像中，平整的雙層堆垛結構與管狀邊界結構上的原子構型可以非常清晰地被分辨。

之所以說那是雙層結構，是通過測量平整部分與襯底的高度0.7 nm（大致為多層石墨烯中層間間距的兩倍）確定的。同時，折疊形成邊界的橫截曲線更加確定其管狀的特征。

如前言所述，相互旋轉堆疊的兩層石墨烯的性質對其旋轉的轉角非常敏感。那么，是否可以對折疊石墨烯結構中的雙層堆垛石墨烯的轉角進行精細調控呢？

從簡單的幾何關系來看，折疊后形成的雙層石墨烯的旋轉角度與折疊的方向一一對應。因此，調控不同的折疊方向就可以實現雙層堆垛石墨烯轉角的精細調控。實驗上，對同一個石墨烯納米島依次沿著不同方向進行反復地折疊與解折疊操作。

在多次折疊與解折疊后，石墨烯島恢復最開始的形貌。通過比較小范圍的原子分辨圖像，發現在整個折疊過程中，石墨烯島原子構型沒有發生任何變化，從而證明STM方法對石墨烯納米結構進行折疊是構筑高質量雙層石墨烯堆垛的一種無損且溫和的方式。

通過選擇折疊方向來構筑不同的特定角度的雙層堆垛結構的直接證據就是，在折疊后，雙層石墨烯上出現了各種周期的摩爾條紋結構。在實驗中，抽取典型的兩個不同方向折疊產生的摩爾條紋結構。

通過計算可以得到，它們的旋轉轉角分別為1.6°和54.4°。總結實驗中所實現的所有角度分布可以看出，這種STM折疊方法所構筑的石墨烯堆垛角度幾乎可以涵蓋所有角度且精度可以達到0.1°。

除了平整的旋轉堆垛結構，一維的管狀邊界結構也可以被精確調控。這種一維的管狀結構與碳納米管非常類似。碳納米管結構可以認為是把石墨烯沿著特定方向卷起形成的一維結構。

卷的方向不同，就會形成不同的手性構型。同樣，沿著不同方向折疊石墨烯納米島，可以形成不同手性構型的管狀邊界。用類似碳納米管的描述指數可以描述所合成的一維管狀結構。

在兩個典型的折疊構筑管狀結構的STM圖像中，根據管的方向與晶格方向的夾角以及管的寬度，就可以定出它們的結構指數，分別為（10，8）和（12，3）。根據相應的指數，通過計算也擬合了相應的管狀邊界模型以及STM模擬圖，與實驗基本一致。

管狀邊界上采集的dI/dV譜中展現出與碳納米管上類似的由一維電子特性導致的范霍夫奇異點相關的特征。雖然，兩個管是通過同一個石墨烯島折疊產生的，但是不同指數的管體現的一維電子態完全不同。因此，通過選擇特定的折疊方向，所構筑管狀邊界的一維原子構型與電子態密度可以精確地被調控［48］。

這種STM折疊方法，不僅限于折疊單晶的石墨烯納米島，而是一種更加普適的操縱方法。通過選擇不同形貌的石墨烯納米島，就可以構筑包含更加復雜的二維堆垛和一維管狀的折疊納米結構。

例如，在碳納米管領域，將兩根不同指數的碳納米管無縫連接。這種分子異質結在兩側具有不同的物理性質，是一維碳基的金屬—半導體、半導體—半導體和金屬—金屬異質結的結構基礎與構筑分子尺度器件的理想結構。

一直以來，可控構筑兩側具有特定指數碳納米管的分子異質結很難實現。通過折疊雙晶石墨烯納米島，可以構筑包含不同管狀邊界的類似的分子異質結結構。雙晶石墨烯島上的兩個晶疇由一個5-7-5-7晶界分開。

折疊形成的異質結兩側的管狀結構指數分別為（9，4）和（10，3），晶格取向的夾角為32°。異質結兩側管狀結構的范霍夫奇異點能量位置差別很大，并且在異質結上觀測到了新的電子態。

當然，如果沿著另一方向對雙晶石墨烯進行折疊，就可以構筑出另一套指數的分子異質結。因此，STM折疊的方法可以精確調控折疊邊界異質結的原子構型與能帶結構。

這項工作發展了一種原子級精準控制的折疊技術，不僅可以實現石墨烯納米結構，原理上也可以用于制備和構筑其他新型二維原子晶體材料（例如：MoS2、BN、WTe2等）的折疊納米結構及其量子器件［49］。

同時，也可以構筑多種二維原子晶體材料復雜折疊結構，并研究其新奇物理現象。例如，探索魔角旋轉堆垛雙層石墨烯的超導電性以及研究一維碳納米管異質結的輸運性質及其應用等等。

6 總結與展望

自單層石墨烯在實驗室被成功剝離以來，研究人員就一直嘗試以簡單的石墨烯二維平面結構為母體在原子尺度上構造出類似富勒稀、碳納米管等維度多樣且物性豐富的人工碳納米結構材料，以促進石墨烯在未來納米電子學中的廣泛應用。

本文主要介紹了我們在特定原子形貌與結構缺陷的石墨烯納米結構精準構造方面的一些初步探索與實驗進展。最終，通過將掃描隧道顯微鏡中針尖末端幾個金屬原子作為微觀世界中的“手”，成功構造出原子級精準、可用戶定制的石墨烯折疊結構，實現了石墨烯納米結構的“折紙術”。

當前，石墨烯與其他二維材料的基礎研究領域依然廣受關注，在維度上，不僅在大面積［50］、高質量超平整［51］的材料制備方面不斷努力開拓，而且在低維與高精度的石墨烯納米結構的構筑上也不斷探索與創新。

近兩年，除了本文介紹的石墨烯折疊工作［48］，原子級精確的功能化石墨烯納米帶［52，53］、石墨烯納米孔洞［54］、石墨烯量子點［55］等一系列納米結構都取得了重大突破。

但是，目前仍存在許多問題待深入研究，如不同種類和維度的石墨烯納米結構的連接與組裝，其他二維材料納米結構的精準構筑，基于高質量、高精度的石墨烯納米結構的器件構建與輸運測量等。這些問題的突破也將會很大程度上推動石墨烯及其他二維材料納米結構在納米科技中的應用。

致 謝 感謝中國科學院大學物理學院張余洋教授、美國范德堡大學S. Pantelides教授、美國馬里蘭大學的歐陽敏教授、中國科學院物理研究所的孫家濤教授、包德亮博士、陶蕾博士、張現利給予的理論支持與討論；感謝肖文德教授、闕炎德博士、王東飛博士、錢凱博士、郭輝博士、張帥博士、錢國健在樣品制備、STM測量和數據處理方面提供的幫助。

作者：陳輝 杜世萱 高鴻鈞

本文選自《物理》2021年第5期

編輯：jq