泰州巨納榮獲2016年度江蘇省科學技術(shù)三等獎

2017年2月24日上午，2016年度江蘇省科學技術(shù)獎勵大會在江蘇省政協(xié)禮堂舉行，江蘇省委書記李強，省長石泰峰出席大會并向獲獎代表頒發(fā)了獎勵證書。會議由常務(wù)副省長黃莉新主持。我司與東南大學合作申報的項目"二維材料-貴金屬復合體系的光學性質(zhì)檢測與調(diào)控"獲2016年度江蘇省科學技術(shù)三等獎。公司項目團隊出席了獎勵大會。

項目簡介：
二維納米材料如石墨烯，二硫/硒化鉬等由于其獨特的性能已經(jīng)引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。其中，石墨烯因其突出的電學、光學、熱學及機械性能成為了其中的杰出代表，其發(fā)現(xiàn)者于2010年獲得了諾貝爾物理學獎。基于石墨烯優(yōu)異的電學性能，其可替代硅材料用于制備晶體管等微電子器件；基于其超寬波段的光學響應(yīng)，可以用于制備全波段光電探測器（紫外到遠紅外區(qū)域），克服傳統(tǒng)器件探測范圍小的弊端。基于其高透光率、極高的導電性、以及高機械強度，可用于觸摸屏等器件的開發(fā)（目前已研制出基于石墨烯的手機、顯示器觸摸屏）。基于其飽和吸收性能，已實現(xiàn)了超高頻率的光電調(diào)制，能極大提高光通訊（網(wǎng)絡(luò)通信）的能力。
然而，在石墨烯等二維材料的大規(guī)模應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化過程中，其基礎(chǔ)性能，特別是光學和光電性能的研究和檢測至關(guān)重要。同時，如何將石墨烯與其他半導體或金屬材料相結(jié)合，發(fā)揮石墨烯優(yōu)異的電學性能并彌補其零帶隙這一缺陷所導致的弱光學吸收現(xiàn)象，也是目前科研工作的重點。本項目從2010年開始致力于石墨烯等二維材料的光學性質(zhì)研究，并將其與金屬納米結(jié)構(gòu)相結(jié)合從而提升二維材料的光學與光電性能。項目所獲得的主要研究成果包括：
1.      提出利用光學對比度精確判定石墨烯等二維材料的層數(shù),并通過層數(shù)控制調(diào)控二維材料的性能。光學對比度法目前以作為二維材料層數(shù)判定的主流方法。項目組成員作為第一起草人已撰寫了“光學法判定石墨烯層數(shù)”的標準文檔，目前已通過納米標準化委員會提交國標委，并已批準立項。申請者還提出了一種利用等離子體刻蝕精確控制（Layer by Layer）二硫化鉬層數(shù)的方法，并研究了該材料的熒光、拉曼等光學性質(zhì)隨材料厚度的變化。該方法未在硫化鉬中引入任何缺陷，且能夠進行大范圍操作，配合光刻等手段可以用來制備任意不同結(jié)構(gòu)和厚度的二維材料，這對于性能在很大程度上依賴于其厚度的二維材料來說非常有意義。
2.      將石墨烯與金屬納米顆粒相結(jié)合，利用金屬表面等離激元效應(yīng)增強石墨烯光學吸收。項目組利用納米壓印技術(shù),成功的制備出結(jié)構(gòu)有序可控的金納米半殼層陣列。將金屬納米顆粒有序陣列與石墨烯相結(jié)合，一方面增強了石墨烯的光學吸收，另一方面石墨烯作為超薄的二維表面鈍化層，使得金屬納米結(jié)構(gòu)的表面等離激元效應(yīng)得到明顯提升，在熒光生物檢測和標定方面取得了重要進展。
3.      利用拉曼光譜研究石墨烯中的缺陷，并通過缺陷工程調(diào)控石墨烯的性能。二維材料中的缺陷對于其性能具有重要影響。項目組利用拉曼光譜實現(xiàn)了石墨烯中微量缺陷的檢測，并發(fā)現(xiàn)缺陷是限制電學性能進一步提升的重要因素。同時，項目組也致力于通過缺陷工程來調(diào)控石墨烯等二維材料的光學與光電性質(zhì)。