近年來，電子和化學工程師設計了不同的化學摻雜技術，以控制不同材料樣品中電荷載流子的符號和濃度。化學摻雜方法基本上需要將雜質引入材料或物質中以改變其電性能。

這些有前途的方法已成功應用于幾種材料，包括范德瓦爾斯（vdW）材料。VdW材料是以強結合的2D層為特征的結構，其通過較弱的分散力在三維中結合。

加州大學伯克利分校（UC Berkeley）、卡夫利能源納米科學研究所、北京理工大學、深圳大學和清華大學的研究人員最近介紹了一種新的可調可逆方法，用于化學摻雜石墨烯。發表在《自然電子》雜志上的一篇論文介紹了他們的方法，該方法基于激光輔助氯化。

Yoonsoo Rho和他的同事在論文中寫道：“基于取代摻雜或表面功能化的傳統方法會由于結構無序而導致電遷移率的降低，最大摻雜密度由摻雜劑的溶解度極限設定。”。“我們表明，可逆激光輔助氯化工藝可用于產生高摻雜濃度（高于3鈥壝椻€?013鈥塩m鈭?) 在遷移率下降最小的石墨烯單層中。”

為了實現他們的方法，Rho和他的同事使用了波長為位=213nm（5.8eV）。他們在流動的Cl2氣體下，平行于樣品表面對準該光束。

聚焦的紫外脈沖激光可以光化學解離Cl2分子，產生在石墨烯樣品中擴散的Cl自由基。在他們將他們的方法應用于石墨烯樣品后，研究人員收集了測量數據，以確定其對電荷載流子密度和遷移率的影響。

隨后，該團隊使用光熱工藝去除氯摻雜劑。該工藝采用波長為的連續波（CW）綠光激光器(位=532nm（2.3eV）），其以2渭m（1/e2）。

“我們的方法使用兩個激光器鈥攚第i個不同的光子能量和幾何構型鈥攖Rho和他的同事在他們的論文中寫道：“帽子設計用于氯化和隨后的氯去除，允許在不損壞石墨烯的情況下寫入和擦除高摻雜圖案。”。

為了評估他們的可逆摻雜方法，該團隊使用它為石墨烯基光電探測器創建了可重寫的光活性結。他們發現，他們的激光輔助氯化方法導致了可飽和的超高摻雜濃度，使載流子的遷移率下降最小。此外，當移除Cl摻雜劑時，摻雜圖案被完全擦除，而不會對石墨烯造成任何結構損傷。

未來，該研究團隊引入的激光輔助方法可以用于在2D范德瓦爾斯材料中引入不同的摻雜元素。這又能夠可逆地引入用于光電子器件的有價值的電子功能。

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