彭海琳
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彭海琳课题组与合作者报道自组装超结构电镜载网抑制冷冻制样中的气液界面效应
研究团队基于硬脂酸分子在石墨烯表面的自组装行为,获得液面上自支撑的大面积石墨烯薄膜,即GSAMs,制得的石墨烯电镜载网能有效抑制冷冻电镜制样中的气液界面效应。该方法简单易行,且避免了传统的高分子辅助转移法带来的污染。基于此,研究团队实现了悬空石墨烯电镜支撑膜的批量制备,其悬空膜完整度高达99.5%。
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Nat.Com:北大彭海琳老师,二维材料转移新方法:基于环十二烷的高完整性清洁转移方法!!!
实验中,首先在铜基底上通过化学气相沉积(CVD)生长石墨烯,然后利用环十二烷作为支撑层,通过加热使CD熔化并覆盖石墨烯表面,随后在室温下重新固化形成稳定的支撑层。在转移过程中,CD保护石墨烯免受裂纹损伤。通过CD的自发升华,实现了石墨烯的清洁转移。此外,该方法还适用于其他二维材料,如MoS2。
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北京大学,光电探测器!Nature Communications
该研究证实,高响应度可实现大于65GHz的3dB带宽 和50 Gbit s–1的高数据流速率,并且,如此高的响应率是由于高迁移率扭转角为4.1o的tBLG的能带结构中的van Hove奇点促进了光吸收的增强
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Adv. Mater.:晶圆级单晶石墨烯在Cu(111)单晶衬底上的可控制备
本工作报道了单晶度约为95%的4英寸蓝宝石上Cu(111)晶圆的制造。在温度梯度退火下实现了具有多晶织构的铜的异常晶粒生长,消除了面内孪晶界并伴随面外晶界的迁移。单晶Cu(111)晶圆的出现使得石墨烯的生长能够提高结晶度(>97%)。生长的4英寸单晶石墨烯晶在约290 K下测量时表现出平均迁移率约7284 cm2 V-1 s-1以及偏差约5%的均匀薄层电阻,为高质量的受控合成铺平了道路。
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清华大学生命学院王宏伟课题组与北京大学彭海琳课题组合作开发石墨烯“三明治”技术用以制备冷冻电镜样品
在制备石墨烯“三明治”样品的过程中,先将生物样品溶液滴加到石墨烯电镜载网上,然后再将另一层石墨烯转移覆盖至上述载网表面。为解决上层石墨烯易于卷曲破碎而不便转移的问题,研究团队采用硬脂酸分子辅助石墨烯自支撑地悬浮在缓冲液表面,后将其转移至滴加样品溶液的石墨烯载网上。这种方法能够高成功率、高重复率地实现石墨烯“三明治”结构封装样品溶液。
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北京大学彭海琳教授团队研究技术系列和博士后招聘启事
主要研究方向包括:1)高迁移率二维材料的精准合成与界面调控;2)新型纳米芯片材料开发与高性能晶体管器件技术;3)石墨烯高速光通信材料与器件片上集成;4)石墨烯电镜载网技术。
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中科院物理所朱学涛/郭建东团队Phys. Rev. Lett.: 石墨烯中拓扑声子的直接观察
研究测量清楚地揭示了二维动量空间中节环声子的闭环和狄拉克声子的锥形结构,与理论计算非常一致。声子谱的三维映射(二维动量空间和能量空间)的能力为系统识别拓扑声子态开辟了一条新的途径。这项研究工作为拓扑声子在超导、动态不稳定性和声子二极管中的潜在应用奠定了坚实的基础。
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Adv. Mater.:刘忠范院士-彭海琳教授-林立研究员课题组报道快速、规模化石墨烯晶圆转移方法
该方法的特点是对铜晶圆表面进行均匀氧化,并旋涂聚双酚A碳酸脂(PC)以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为转移媒介将石墨烯与铜晶圆机械“干法”分离,之后采用高分子共混策略实现石墨烯与目标衬底的无损动态辊压贴合,并在转移媒介中再混合低玻璃化转变温度的聚碳酸亚丙酯(PPC)促进石墨烯与目标衬底的共形接触,最终利用有机溶剂去除高分子转移媒介。
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彭海琳课题组与合作者Nature Methods :超平整石墨烯/均匀薄冰支撑膜用于高分辨冷冻电镜成像
报道了新型超平整石墨烯电镜载网,破解了高分辨冷冻电镜表征中均匀薄冰的制备难题。该工作表明,超平整石墨烯/均匀薄冰支撑膜能显著提升冷冻电镜成像质量和效率,实现多种小蛋白(分子量小于70 kDa)的高分辨三维重构。
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王宏伟/饶燏/彭海琳研发新型功能化石墨烯,改善冷冻电镜优势取向问题
该研究合成了多种带有不同电荷性质基团(如氨基和磺酸根)的重氮盐分子,并利用这些重氮盐分子对CVD生长的石墨烯膜进行功能化修饰,进而获得带有不同电荷性质的石墨烯支撑膜。他们利用石蜡作为转移介质,将石墨烯支撑膜洁净转移到电镜载网上,用以冷冻电镜样品制备。
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Nature Commun:通过梯度表面能调制集成晶圆级超平坦石墨烯
近日,北京大学刘忠范院士,彭海琳教授,国防科技大学Shiqiao Qin,Mengjian Zhu根据薄膜粘附理论,薄膜从一层到另一层的转移主要由各层表面能的差异决定,设计了一种具有梯度表面能分布的多功能三层转移介质。
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北京大学彭海琳课题组《自然-通讯》:超平整石墨烯晶圆转移与集成光电器件
北京大学化学与分子工程学院彭海琳课题组与国防科技大学秦石乔、朱梦剑课题组合作,设计了一种梯度表面能调控(gradient surface energy modulation)的复合型转移媒介,可控调节转移过程中的表界面能,保证了晶圆级超平整石墨烯向目标衬底(SiO2/Si、蓝宝石)的干法贴合与无损释放,得到了晶圆级无损、洁净、少掺杂均匀的超平整石墨烯薄膜,展示了均匀的高迁移率器件输运性质,观测到室温量子霍尔效应及分数量子霍尔效应,并构筑了4英寸晶圆级石墨烯热电子发光阵列器件,在近红外波段表现出显著的辐射热效应。该转移方法具有普适性,也适用于其它晶圆级二维材料(如氮化硼)的转移。
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刘忠范课题组、彭海琳课题组与合作者报道大面积石墨烯无损洁净转移方法
通过设计转移媒介的分子结构,在传统的转移媒介聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)加入含羟基易挥发小分子,确保了石墨烯与目标功能衬底之间的共形接触,进而通过机械剥离方法实现了转移介质与石墨烯的分离,得到了洁净、完整的石墨烯表面,实现了大面积石墨烯薄膜无损洁净转移。
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Nat Commun:通过可控保形接触实现无裂纹、污染和褶皱的二维材料的大面积转移
石墨烯和其他二维(2D)材料在各种基底上的可用性形成了大面积应用的基础,例如石墨烯与硅基技术的集成,这需要石墨烯在硅上具有优异的载流子迁移率。然而,2D材料仅通过化学气相沉积方法在有限的原型衬底上产生。可靠的生长后转移技术不会产生裂纹、污染和褶皱,对于将2D材料层叠到任意基底上至关重要。