利用石墨烯和铂衬底表面化学活性的差异，通过对铂上石墨烯进行亚甲基蓝修饰，实现了铂上石墨烯表面形貌的光学显微镜大范围无损观测，Science China Materials 近期发文报道了该成果。
金属衬底上石墨烯表面形貌的便利、高效、无损观测，对石墨烯的生长机理研究及实际应用均具有重要的意义。铂衬底上化学气相沉积法生长的石墨烯具有与衬底热失配小、应力低、抗氧化性能好的特点，但是由于铂的抗氧化性强，与铜上生长的石墨烯不同，铂上石墨烯的形貌难以通过热氧化的手段实现光学显微镜的直接观测。
近日，中科院上海微系统与信息技术研究所于广辉研究员、张燕辉副研究员和中国电子科技集团公司第55研究所的吴云高级工程师等人报道了一种通过亚甲基蓝（MB）表面修饰实现铂衬底上石墨烯无损观测的方法。通过该方法，可以借助普通的光学显微镜实现铂衬底上石墨烯晶畴及缺陷的宏观观测。
亚甲基蓝修饰铂上石墨烯的原理及实验效果
图a 蓝色MB被还原成无色亚甲基白(LMB)再被氧化成为MB的过程，以及铂衬底上石墨烯在MB处理后表面物质分布示意图。图b MB修饰后铂上石墨烯分立晶畴的光镜图片。图c 经过MB处理与未经MB处理石墨烯样品的电学性能对比。
石墨烯和铂表面的化学活性有明显差异，相同修饰条件下MB在石墨烯和铂表面的物理吸附和化学反应同样有明显差别。因此，通过对比MB修饰后铂上石墨烯样品光学图像中的颜色差异，可以分辨出石墨烯和裸露的铂表面。同时，结合石墨烯中各种缺陷的结构和分布特点，还可以分辨出石墨烯中褶皱、裂纹和孔洞等缺陷，从而揭示石墨烯形貌和分布规律。该表征方法对铂衬底和石墨烯均无损伤，不影响衬底的再利用和石墨烯的后续表征或应用。除铂衬底外，该方法也适用于铜等多种衬底上石墨烯的表征。该工作对于石墨烯薄膜的表征、修饰等有重要的借鉴意义。
【基金支持】This work was supported by the National Defense Technology Innovation Special Zone Project, the National Natural Science Foundation of China (51402342), and the Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (20501130200).
Nondestructive visualization of graphene on Pt with methylene blue surface modification
SCIENCE CHINA Materials
https://doi.org/10.1007/s40843-022-2038-4
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