季威 研究組 供稿 

近日，物理系季威教授研究組胡智鑫博士與中國科學院半導體研究所譚平恒研究組劍橋大學Ferrari教授合作，研究了多層轉角石墨烯中層間剪切和呼吸模的變化規律，發現多層轉角石墨烯層間的結構失配是導致剪切模式大幅軟化的主要原因，而剪切模式卻不受其影響。相關研究成果于6月10日在線發表在《美國化學會·納米》()上。胡智鑫博士是理論模擬部分的主要完成人，季威教授為論文的共同通訊作者。

石墨烯等二維層狀材料具有優異的電學及光學性質，可以通過改變多層堆垛方式調控這類層狀材料的物理性質。多層石墨烯穩定的堆垛方式是Bernal堆垛，但是，通過人為調控可以改變部分層的晶格取向從而形成多層轉角石墨烯。石墨烯結構的改變影響了層間電學和力學耦合的強度，有可能出現不同于傳統石墨烯的光電性質。第一性原理計算結合Raman光譜研究發現，轉角石墨烯相比Bernal結構石墨烯層間剪切模式的頻率大幅降低，其層間耦合強度只有Bernal結構的五分之一。然而，其呼吸模式卻對層間堆垛方式的不敏感，轉角結構與Bernal結構的振動頻率相差很小。這一點與層間剪切模式的表現完全不同。通過理論計算分析石墨烯的層間電子耦合，發現多層轉角石墨烯層間的結構失配是導致剪切模式大幅軟化的主要原因，而剪切模式并不受其影響。這項研究對分析多層轉角石墨烯的層間耦合作用有重要意義，并且可以推廣到其他二維材料，為分析二維材料的層間電學和力學耦合提供新思路。

《ACS NANO》與《Nano Letters》均是美國化學會在納米科學與技術領域的兩本旗艦期刊，主要發表納米領域有重大突破的高質量研究成果。《ACS NANO》側重發表較為系統的重要研究成果，2014年期刊影響因子為12.881。

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