基底敏感的石墨烯氧化

正近日,南京航空航天大学机械结构力学与控制国家重点实验室的郭万林研究团队通过理论计算和实验发现石墨烯在不同基底上的抗氧化性能迥然不同。石墨烯是具有优异电子性质的单原子层晶体材料,由碳原子在层内以杂化轨道联结的六元环结构组成,比表面积可高达2630 m2?g~(-1)。由于单层石墨烯的每个碳原子都暴露于表面,其化学稳定性,尤其是抗氧化性能长期以来备受关注~(1-4)。氧化往往是石墨烯化学分解和器件性能衰退的重     

新研究发现改进石墨烯材料性能的途径北大核心CSCD

据新华社电一项新研究发现,石墨烯的纯度问题可能是限制这种新材料广泛应用的一个障碍。减少石墨烯中的硅污染有望提升其性能表现,充分发挥石墨烯在工业界的应用潜能。石墨烯是从石墨材料中分离出来的、由一层碳原子组成的二维材料。     

石墨烯的功能化及其在储能材料领域中的应用

石墨烯是由sp~2杂化的碳原子紧密堆积成的单原子层二维碳材料,由于其优异的物理和化学性质被视为最有前景的新型材料之一。但由于石墨烯片层之间在范德华力的作用下易发生不可逆团聚,丧失其单层二维纳米片的结构特性,以及石墨烯表面呈现惰性状态,致使其与其他介质的相互作用较弱,难以均匀分散在极性或非极性的溶剂中,因而石墨烯的应用受到限制。对石墨烯进行功能化可以调控其分子结构、电子能级和化学性质,不仅可以有效抑制石墨烯的团聚而且能够改善其在溶剂中的分散性和稳定性,从而实现石墨烯基材料的多元化应用。本文综述了近年来共价键和非共价键功能化石墨烯以及其复合材料在储能领域的研究进展,并对功能化石墨烯的发展前景进行了展望。     

旋转双层石墨烯光电器件

正石墨烯是由单层碳原子按六方晶格排布构成的二维原子晶体,碳原子的核外电子以sp~2杂化成σ键,未参与杂化的p_z轨道构成π键。在能带上,π键使石墨烯在费米面附近形成线性狄拉克锥形能带结构1,这一晶格及能带结构使石墨烯的光生载流子可以在非常短的时间内产生和复合(分别50 fs及10 ps量级)~(2,3),因此,石墨烯在超快光电探测上有很大的潜力。目前,基于单层石墨烯的光电探测器工作频率可达40 GHz,理论带宽可达500     

石墨烯基光学复合材料及其光学应用

石墨烯是近年来发现的一种新型二维晶体碳材料,由单层碳原子构成,具有规则六方对称的蜂巢结构,使其表现出优异的力学、电学和光学性能,近年来迅速成为材料学及光电化学等领域研究热点。本文综述了石墨烯基光学复合材料及其光学应用的研究进展,展望了石墨烯基光复合材料的光学应用前景及发展方向。     

国内首片15英寸单层石墨烯在渝问世

日前,中科院重庆绿色智能技术研究院(简称中科院重庆研究院)正式公开宣布,该院已经成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯。石墨烯是由碳原子组成的单原子层平面薄膜,可以作为制备新型触摸屏的核心部分——透明电极的材料。据中科院重庆研究院微纳制造与系统集成研究中心副主任史浩飞介绍,石墨烯只有0.34纳米厚。粗略估计,一根头发丝的直径大概等于十万层石墨烯叠加起来     

具有SiC缓冲层的Si衬底上直接沉积碳原子生长石墨烯

石墨烯是近年发现的一种新型多功能材料.在合适的衬底上制备石墨烯成为目前材料制备的一大挑战.本文利用分子束外延(MBE)设备,在Si 衬底上生长高质量的SiC 缓冲层,然后利用直接沉积C原子的方法生长石墨烯,并通过反射式高能电子衍射(RHEED)、拉曼(Raman)光谱和近边X 射线吸收精细结构谱(NEXAFS)等实验技术对不同衬底温度(800、900、1000、1100 °C)生长的薄膜进行结构表征.实验结果表明,在以上衬底温度下都能生长出具有乱层堆垛结构的石墨烯薄膜.当衬底温度升高时,碳原子的活性增强,其成键的能力也增大,从而使形成的石墨烯结晶质量提高.衬底温度为1000 °C时结晶质量最好.其原因可能是当衬底温度较低时,碳原子活性太低不足以形成有序的六方C-sp2环.但过高的衬底温度会使SiC 缓冲层的孔洞缺陷增加,衬底的Si 原子有可能获得足够的能量穿过SiC薄膜的孔洞扩散到衬底表面,与沉积的碳原子反应生成无序的SiC,这一方面会减弱石墨烯的生长,另一方面也会使石墨烯的结晶质量变差.     

科学家在石墨烯纳米孔研制中取得进展

正石墨烯是由单层碳原子以蜂窝状点阵组成的典型二维纳米材料,完美单层石墨烯对于任何分子均不能渗透,是迄今为止厚度最薄且能分离不同两相的隔膜材料。带有纳米孔的石墨烯则表现出优异的溶液离子和气体分子选择性,在海水淡化、污水处理、空气净化等领域具有广阔的应用前景。目前国     

新研究发现改进石墨烯材料性能的途径

正据新华社电一项新研究发现,石墨烯的纯度问题可能是限制这种新材料广泛应用的一个障碍。减少石墨烯中的硅污染有望提升其性能表现,充分发挥石墨烯在工业界的应用潜能。石墨烯是从石墨材料中分离出来的、由一层碳原子组成的二维材料。它具有轻薄、强韧、导电和导热效率高等性能,是被工业界寄予厚望的新一代材料。但石墨烯的实际表现却不尽人意,在工业界普及的速度也不够理想。澳大利亚皇家墨尔本理工大学研究人员领衔的团队在英国《自然-通讯》期刊上报告说,他们利     

拉曼光谱在石墨烯结构表征中的应用

石墨烯是sp2碳原子紧密堆积形成的二维原子晶体结构,因其独特的结构与性质引起了科学家们的广泛关注.拉曼光谱是一种快速而又简洁的表征物质结构的方法.主要综述了拉曼光谱技术在石墨烯结构表征中应用的一些最新进展.首先,在系统分析石墨烯声子色散曲线的基础上介绍了石墨烯的典型拉曼特征(G'峰、G峰和D峰),讨论了G'峰、G峰和D峰在石墨烯层数的指认和石墨烯边缘与缺陷态分析中的应用;然后,通过对石墨烯拉曼G峰和G'峰的峰位、峰型以及强度的分析,讨论了石墨烯的层间堆垛方式、掺杂、基底、温度和应力等对石墨烯的电子能带结构的影响;最后,介绍了石墨烯中的二阶和频与倍频拉曼特征以及石墨烯的低频拉曼特征(剪切和层间呼吸振动模),并讨论了其对石墨烯结构的依赖性.