《在不同氮气载体气体流动下生长的预、后加工CVD石墨烯薄膜的拉曼研究。》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2018-04-17
  • 在此工作中,利用化学气相沉积法在不同的N2载流率下,在铜基体上生长石墨烯薄膜。利用拉曼光谱对样品进行了表征。已经完成了三组Raman测量:石墨烯/Cu(即生长样品),预退火石墨烯/玻璃,以及后退火石墨烯/玻璃。研究发现,石墨烯/Cu样品的拉曼光谱具有一个峰形基线,另外高信噪比(信噪比)会导致衰减石墨烯相关带。在玻璃基板上转移的石墨烯薄膜,观察到SNR和平坦基线的显著改善。对剩余的拉曼光谱进行进一步的分析,发现聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的细微痕迹会产生误导的结果。因此,在退火石墨烯/玻璃样品上的拉曼光谱的集合将适合进一步阐明N2载体流对石墨烯生长的影响。从那里,更高的N2流动意味着甲醇/H2混合物的稀释,限制了反应物和底物之间的相互作用。这将导致较小的晶粒尺寸和较小的石墨烯层。

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  • 《科普 | 氧化石墨烯薄膜在集成光学器件中的应用》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2020-12-17
    • 氧化石墨烯块体材料的人工合成最早在1859年由牛津大学科学家Brodie实现。自从2004年单层石墨烯合成引发二维材料的研究井喷式增长以来,二维氧化石墨烯薄膜的研究也随之广泛开展。和石墨烯相比,氧化石墨烯材料结构中除了含有正六边形的碳环外,还有许多的含氧官能团如羟基(-OH)、羧基(-COOH)及碳氧双键(=O)。这些含氧官能团的比例可以通过物理或者化学方法进行调节,从而进一步调节氧化石墨烯的材料带隙和性质。此外,氧化石墨烯的合成可以在溶液中进行,这使得其合成相较于其他二维材料的化学气相沉积合成更加简便,适合大规模的器件制备和工业开发。因氧化石墨烯薄膜具有以上优异的特性,迅速引起了科研工作者们的关注,被广泛应用到于太阳能电池、水净化、传感器、显示成像,造纸,光学非线性及DNA检测等诸多领域。 图1. 石墨烯和氧化石墨烯的对比 从工业开发和器件制备角度,尽管二维材料成为科研热点,但是大多数二维材料受限于合成方法的制约,只能通过机械转移的方法引入微纳尺度的集成器件,这使得其很难在器件层级实现材料厚度和尺寸的精确控制,从而大大限制了其在实际工程中的应用。相较于其他二维材料,氧化石墨烯的制备可以利用自组装的方法实现了氧化石墨烯薄膜在硅和二氧化硅衬底上的大面积、高均匀性沉积。该沉积方法可以实现单层氧化石墨烯薄膜(厚度约2 nm)的逐层沉积,从而实现对厚度的精确控制。在此基础上,结合半导体器件中的标准光刻和剥离制备工艺可实现其尺寸和位置的精确控制。此外,通过调节氧化石墨烯中含氧官能团的数量,可以调节材料的化学,电学及光学性质,进而满足实际应用中的不同需求。 斯威本科技大学团队总结归纳了近年来氧化石墨烯薄膜在集成光学器件中的应用,首先总结对比了氧化石墨烯和石墨烯的光学特性,包括线性光学性质和非线性光学性质。然后,详细介绍了氧化石墨烯的化学合成和片上集成制备,并介绍了多种调控含氧官能团的方法。在此基础上,分类总结了含有氧化石墨烯薄膜的集成光学器件,包括太阳能吸收器、光学透镜、全息显示、起偏器、传感器、克尔光学非线性器件、饱和吸收光学器件、发光二极管、光电探测器等。最后,对氧化石墨烯薄膜在集成光学器件中未来的发展方向进行了展望。 这一成果近期发表在Advanced Materials 上,斯威本科技大学讲师吴佳旸博士为该论文的第一作者,斯威本科技大学贾宝华教授和David Moss教授为共同通讯作者。
  • 《基于还原氧化石墨烯修饰V2O5薄膜的NO2气体传感性能增强》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-03-19
    • 在此,我们展示了基于还原氧化石墨烯(rGO)修饰V2O5薄膜的二氧化氮气体传感性能的改进。除直流溅射生长的V2O5薄膜外,采用滴铸法将rGO涂覆在V2O5薄膜上。由于rGO和V2O5的p型和n型性质,rGO修饰的V2O5薄膜的电流-电压关系对几个p-n异质结的形成有很大的影响。在V2O5薄膜上进行rGO修饰时,与原始的V2O5薄膜相比,电流减小,而在玻璃衬底上沉积rGO薄膜则使电流急剧增加。在所有传感器中,只有rgo修饰的V2O5传感器在150℃下NO2气体传感响应最高为100ppm,比V2O5传感器的响应高约61%。rGO和V2O5界面p-n异质结的形成和调制是产生超高传感响应的重要机制。此外,rGO表面氧官能团等活性位点的存在增强了传感响应。因此,基于rgo修饰V2O5薄膜的传感器非常适合用于NO2气体传感。它们能够及时检测到这种气体,进一步保护生态系统免受其有害影响。 ——文章发布于2019年3月18日