【摘要】 这些技术产生平均积分功函数值，但不很适合确定剥离少层石墨烯(FLG)片通常有微米尺寸的 WF。局部探针技术，如静电力显微镜探针(EFM)和开尔文探针力显微镜(KPFM)最近已成功地用于测量 FLG 的 WF。

石墨烯一直是许多研究活动的中心。这种巨大的关注可以归因于石墨烯有趣的电子和机械特性和技术应用。高载流子迁移率、光学透明性和优异的机械强度只是使石墨烯成为未来电子学有前途的材料的几个特点。石墨烯器件的效率受其功函数(WF)的影响很大。一个重要的例子是石墨烯顶电极器件中石墨烯与电导线之间接触电阻的功函数的关键依赖性。功函数也是由金属触点或吸附剂[1]引起的掺杂水平的决定性参数，因为它决定了石墨烯和掺杂剂的能级的相对位置。因此，有必要对石墨烯的功函数进行一定的控制，以便在特定的应用场合获得合适的值。

为了测量材料表面的功函数，使用了各种技术，特别是光电子发射能谱(pES)、 x 射线光发射电子显微镜(XPEEM)和开尔文探针。这些技术产生平均积分功函数值，但不很适合确定剥离少层石墨烯(FLG)片通常有微米尺寸的 WF。局部探针技术，如静电力显微镜探针(EFM)和开尔文探针力显微镜(KPFM)最近已成功地用于测量 FLG 的 WF。除了这些扫描探针技术能够以亚微米分辨率绘制 WF 图像外，它们还能够获得 FLG 厚度的关键信息。利用 KPFM，不同的研究小组对不同层数的外延 FLG 进行了研究[2]。到目前为止，大多数剥离 FLG 的局部探针技术都是在环境条件下进行的。需要强调的是，WF 对吸附在表面的污染物非常敏感。因此，为了准确地确定 WF 值，测量应该在高真空下进行。真空测量实际上排除了不受控制的环境湿度的影响，给出了更准确的 WF 值。

我们研究了各种因素对单层和少层石墨烯功函数的影响。使用第一性原理计算，检查了(i)少层石墨烯中的层数，(ii) FLG 附近偶极层的存在，以及(iii)给电衬底对功函数的影响。在所有这些情况下，应该指出的是，这种影响不仅限于功函数的变化，因为其他性质，如电子能带结构，也可以发生显著变化。为了支持这些计算，我们报告的 WF 测量剥落 FLG 进行的 KPFM 在真空操作。这些测量结果允许建立 WF 对 FLG 中石墨烯层数的依赖关系。

  • Wehling T O, Novoselov K S, Morozov S V, Vdovin E E, Katsnelson M I, Geim A K and Lichtenstein A I 2008 Nano Lett. 8 173
  • Filleter T, McChesney J L, Bostwick A, Rotenberg E, Emtsev K V, Seyller T, Horn K and Bennewitz R 2009 Phys. Rev. Lett. 102 086102

科学指南针是互联网+科技服务平台,500多家检测机构,提供近5万种设备和服务项目,涵盖生物医药、智能硬件、化学化工等多个领域,由专业人员1对1跟踪服务,保证检测质量与效率。