本文要点：

利用大气压CVD（APCVD）策略在石英玻璃上直接生长多层石墨烯

成果简介

二维层状材料，例如石墨烯，过渡金属二卤化物和六方氮化硼（h-BN），覆盖了电磁波谱中的宽带，波长范围从几百纳米到几毫米。它们在光子和光电子纳米器件中的应用已得到频繁证明，但仍需要扩展到日常生活相关领域。北京大学工学院材料系张艳锋课题组在《ADVOPTICALMATER》期刊发表名为“DirectGrowthofMultiLayerGrapheneonQuartzGlassforHighPerformanceBroadbandNeutralDensityFilterApplications”的论文，研究展示了直接在石英玻璃上生长的多层石墨烯作为宽带中性密度滤光片（NDF）的全新应用。

基于石墨烯的NDF在-nm波长范围内具有几乎与波长无关的透射率，在长时间曝光摄影中具有出色的光学衰减能力。这项工作进一步表明，MoX2（X=S，Se）和直接在石英玻璃上生长的h-BN可以用作光学截止滤光片，其吸收边缘分别位于可见光和深紫外线范围内。因此，预期结果将促进二维多层材料及其异质结构在高性能多功能光学滤波器中的宏观光学应用。

图文导读

图1.具有宽可调透射率的石墨烯玻璃样品的APCVD生长

图2、从石英玻璃基板转移的几层石墨烯的厚度和原子尺度结构表征

图3.石英玻璃上几层石墨烯的厚度均匀性表征。

图4、GNDF在长时间曝光摄影场景中的应用。

图5.基于MX2和h-BN的光学滤光片直接在石英玻璃基板上合成

小结

总之，展示了在石英玻璃光学基板上直接合成2D材料（此处为石墨烯，MX2和h-BN）的简便策略，以开发其与滤光片相关的应用。石英玻璃杂化物上的多层石墨烯被证明是NDF应用的理想选择。GNDF在从Vis到IR范围（-nm）的宽光谱范围内均显示出平坦的透射光谱，其Tmax-Tmin值低于其他NDF，且化学稳定性优于传统的镍膜NDF。还演示了它们在消除长时间曝光过程中的过度曝光中的应用。另外，MoS2的直接生长，还获得了在石英玻璃上的MoSe2和h-BN薄膜。刚生长的杂种也被制成COF，其吸收边分别为≈1.6，≈1.3和≈5.8eV。因此，这项工作应阐明2D层状材料的通用宏观光学应用。

文献：