掃描電鏡實現(xiàn)石墨烯的高質量成像
哈爾濱工業(yè)大學大學化工與化學學院的甘陽教授和指導的博士生黃麗（論文第一作者），與河北半導究所專用集成電路國家級重點實驗室的馮志紅博士合作，采用Zeiss熱場發(fā)射SEM，對多種襯底（SiC、Si、Cu、Au）支撐的石墨烯體系進行了大量表征分析，系統(tǒng)改變了工作距離和加速電壓兩個重要成像參數(shù)，探索對圖像襯度的影響規(guī)律。
他們意外發(fā)現(xiàn)，E-T SE圖像襯度隨著工作距離增加而顯著提升，即使工作電壓較高，也能夠實現(xiàn)與低加速電壓條件下的類似高圖像襯度，成功實現(xiàn)對納米級褶皺等細節(jié)進行高清晰成像（文章題目中借用了費曼的名言“There is Plenty of Room at the Bottom”，寓意為工作距離加大后成像效果提升）。
他們還發(fā)現(xiàn)，借助高襯度SEM圖像，再輔以AFM和Raman測試，可以實現(xiàn)全襯底范圍內的石墨烯層數(shù)的快速、準確的定量確定。
他們進一步深入討論了工作參數(shù)對探測器的SE收集效率的影響，建立了統(tǒng)一的理論框架，能夠同時自洽地解釋工作距離和加速電壓兩個因素對襯度的影響規(guī)律。SEM電子槍發(fā)射的電子束與襯底和石墨烯作用后，會產生幾種二次電子，如SE1為直接發(fā)射產生，SE2為背散射電子激發(fā)產生，SE3 為背散射電子與鏡筒內部件作用激發(fā)產生。E-T探測器對各種SE的收集效率和它們對總SE數(shù)量的相對貢獻，決定了襯底支撐石墨烯的圖像襯度（石墨烯覆蓋區(qū)域和未覆蓋區(qū)域的圖像相對灰度比值，以及不同層數(shù)石墨烯覆蓋區(qū)域的圖像相對灰度比值）的優(yōu)劣。
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