云母基底诱导石墨烯的水门控电荷掺杂

我们报道了沉积在原子级平整云母基底上的石墨烯中存在水门控电荷掺杂现象。在通过微机械剥离kish石墨制备的石墨烯/云母异质堆叠界面区域，发现了厚度约为 0.4 nm 的双分子层单位的水分子薄膜。拉曼映射可视化的 G 带和 2D 带的光谱变化表明，云母基底在石墨烯中诱导了强烈的 p 型掺杂，空穴密度为 $(9 \pm 2) \times 10^{12} cm^{-2}$。然而，超薄水膜有效地阻断了界面电荷转移，使得石墨烯的空穴掺杂显著降低。扫描开尔文探针显微镜独立证实了费米能级存在 0.35 eV 的水门控调制，这与光学测定的空穴密度一致。本研究中展示的石墨烯电子性质调控方法，应可作为实现未来石墨烯应用的有用工具。