圖1：(a)質子輔助法制備石墨烯層間氫氣的示意圖。(b, c) AFM同位置表征氣泡的生長過程。(d)石墨層間插層氣泡的光學照片。(e) 和分子填充在hBN層間的拉曼特征峰。(f)不同尺寸氣泡的室溫穩(wěn)定性。(g)不同尺寸氣泡的高溫穩(wěn)定性。

圖2：(a)石墨烯氣泡的AFM圖。(b, c)石墨烯、hBN和氣泡截面比較及其統(tǒng)計的長徑比。(d)石墨烯的拉曼G峰與氣泡徑向距離r的關系。(e)氣泡穹頂應變隨氣泡徑向距離r的關系。(f)不同尺寸石墨烯氣泡的拉曼光譜。

圖3：(a)石墨上大量破裂氣泡的SEM照片。(b)理擬合石墨烯、氫化石墨烯、hBN和不同尺寸氣泡的內壓。(c, d)不同層數(shù)氣泡破裂的AFM圖和相應高度剖面圖。(e)石墨、hBN和氣泡的穹頂層數(shù)統(tǒng)計。(f)調控等離子體功率實現(xiàn)可控的石墨烯氣泡穹頂層數(shù)。

圖4：(a)石墨烯氣泡在100 ~ 773 K范圍內的變溫拉曼光譜。(b)氣泡穹頂?shù)睦麲峰偏移量隨溫度的變化關系。(c)不同溫度下氣泡體積(VT/V0)的變化。(d)不同溫度下氣泡內壓的變化。

圖5：(a, b)控制制備的氣泡的密度和尺寸。(c)不同條件下制備氣泡高度的統(tǒng)計圖。(d, e)質子與氘核在相同條件下的光學照片，存在明顯的同位素效應。(f)石墨中的生成速率圖，最大速率約為470 s-1μm-2。

該工作由南京大學高力波課題組、奚嘯翔課題組和王雷課題組合作完成。南京大學高力波教授負責課題的總體構思、實驗設計以及樣品的制備和表征，奚嘯翔教授負責文章中低溫拉曼部分，王雷教授負責文章中石墨和hBN樣品的制備。南京大學物理學院副研究員徐潔、博士研究生劉偉林和唐文娜為論文的共同第一作者，南京大學物理學院高力波教授和博士后袁國文為論文的共同通訊作者。該工作感謝固體微結構物理國家重點實驗室、人工微結構科學與技術協(xié)同創(chuàng)新中心的大力支持，以及國家自然科學基金委的經(jīng)費資助。

審核編輯：劉清