金属原子插层对SiC基外延石墨烯的形貌与性能有着重要影响，有望实现该复合材料在生物检测与生物器件方面的推广应用。如何确定石墨烯层下金属原子的精细结构及排列方式是了解石墨烯插层及性能性能改性的关键。近日，我校热带转化医学教育部重点实验室夏乾峰教授团队与西安交通大学材料学院表面科学研究室合作，充分利用了热带转化医学重点实验新搭建的大型仪器平台扫描隧道显微镜，揭示了外延石墨烯层之下金属Pb插层原子层的精细结构及其对石墨烯性能影响的科学问题。研究成果于2021年4月5日在国际知名期刊Carbon（中科院一区，IF=8.8）上在线发表，题为“Atomic structure and electronic properties of the intercalated Pb atoms underneath a graphene layer”。海南医学院热带转化医学教育部重点实验室为第一单位，热带医学与检验医学学院卫生检验与检疫教研室副教授胡廷伟为第一作者，西安交通大学材料学院马飞教授与海南医学院热检学院夏乾峰教授为论文的共同通讯作者。

  该研究是在国家重大专项与国家自然科学基金等项目的支持下完成。研究团队以SiC基外延石墨烯为基底，通过金属插层法构建石墨烯/二维Pb金属/SiC基底的三明治薄膜结构，通过扫描隧道显微镜/谱阐明了二维金属Pb的精细原子结构，排列方式的变化规律，插层原子对石墨烯性能改性的影响。该研究表明Pb原子以（111）和（110）两种排列方式插入到石墨烯层之下，由此可形成周期为2.5nm的斑驳（mottled）莫尔图案和周期为2.1nm的条纹（striated）状莫尔图案。两种莫尔图案的排列均与石墨烯的锯齿型（zigzag）方向一致，且两种莫尔图案均对石墨烯有很好的离化效果。该研究有利于SiC基外延石墨烯的性能改性，为低维叠层材料的大面积制备提供了重要的理论支持与材料学参考，可推进石墨烯/金属复合材料在生物检测与器件方面的应用。