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寧波官能化氧化石墨

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2025-07-20

石墨烯可與多種傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料形成異質(zhì)結(jié),如硅[64][65][66],鍺[67],氧化鋅[68],硫化鎘[69]、二硫化鉬[70]等。其中,石墨烯/硅異質(zhì)結(jié)器件是目前研究**為***、光電轉(zhuǎn)換效率比較高(AM1.5)的一類光電器件?;诠?石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器(SGPD),獲得了極高的光伏響應(yīng)[71]。相比于光電流響應(yīng),它不會(huì)因產(chǎn)生焦耳熱而產(chǎn)生損耗?;诨瘜W(xué)氣象沉積法(CVD)生長(zhǎng)的石墨烯光電探測(cè)器有很多其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。首先有極高的光伏響應(yīng),其次有極小的等效噪聲功率可以探測(cè)極微弱的信號(hào),常見(jiàn)的硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器結(jié)構(gòu)如圖9.8所示。松散的氧化石墨分散在堿性溶液中形成類似石墨烯結(jié)構(gòu)的單原子厚度的片段。寧波官能化氧化石墨

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RGO制備簡(jiǎn)單、自身具有受還原程度調(diào)控的帶隙,可以實(shí)現(xiàn)超寬譜(從可見(jiàn)至太赫茲波段)探測(cè)。氧化石墨烯的還原程度對(duì)探測(cè)性能有***影響,隨著氧化石墨烯還原程度的提高,探測(cè)器的響應(yīng)率可以提高若干倍以上。因此,在CVD石墨烯方案的基礎(chǔ)上,研究者開(kāi)始嘗試使用還原氧化石墨烯制備類似結(jié)構(gòu)的光電探測(cè)器。對(duì)于RGO-Si器件,帶間光子躍遷以及界面處的表面電荷積累,是影響光響應(yīng)的重要因素[72]。2014年,Cao等[73]將氧化石墨烯分散液滴涂在硅線陣列上,而后通過(guò)熱處理對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行熱還原,制得了硅納米線陣列(SiNW)-RGO異質(zhì)結(jié)的室溫超寬譜光探測(cè)器。該探測(cè)器在室溫下,***實(shí)現(xiàn)了從可見(jiàn)光(532nm)到太赫茲波(2.52THz,118.8mm)的超寬譜光探測(cè)。在所有波段中,探測(cè)器對(duì)10.6mm的長(zhǎng)波紅外具有比較高的光響應(yīng)率可達(dá)9mA/W。呼和浩特氧化石墨氧化石墨烯的表面官能團(tuán)與水中的金屬離子反應(yīng)形成復(fù)雜的絡(luò)合物。

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氧化石墨烯(GO)表面有羥基、羧基、環(huán)氧基、羰基等親水性的活性基團(tuán),且片層間距較大,使得氧化石墨烯具有超大比表面積和***的離子交換能力。GO的結(jié)構(gòu)與水通蛋白相類似,而蛋白質(zhì)本身具有優(yōu)異的離子識(shí)別功能,由此可推斷氧化石墨烯在分離、過(guò)濾及仿生離子傳輸?shù)阮I(lǐng)域可能具有潛在的應(yīng)用價(jià)值1-3。GO經(jīng)過(guò)超聲可以穩(wěn)定地分散在水中,再通過(guò)傳統(tǒng)成膜方法如旋涂、滴涂和真空抽濾等處理后,GO微片可呈現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的層狀薄膜堆疊,在薄膜的層與層之間形成具有選擇性的二維納米通道。除此之外,GO由于片層間存在較強(qiáng)的氫鍵,力學(xué)性能優(yōu)異,易脫離基底而**存在?;贕O薄膜制備方法簡(jiǎn)單、成本低、高通透性和高選擇性等優(yōu)點(diǎn),其在水凈化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。

由于GO表面具有較高的親和力,蛋白質(zhì)可以吸附在GO表面,因此在生物液體中可以通過(guò)蛋白質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)GO與細(xì)胞膜的相互作用。如,血液中存在著大量的血清蛋白,可能會(huì)潛在的影響GO的毒性。Ge與其合作者[16]利用電子顯微鏡技術(shù)就觀察到牛血清蛋白可以降低GO對(duì)細(xì)胞膜的滲透性,抑制了GO對(duì)細(xì)胞膜的破壞,同時(shí)降低了GO的細(xì)胞毒性。基于分子動(dòng)力學(xué)研究分析,他們推斷可能是由于GO-蛋白質(zhì)之間的作用削弱了GO-磷脂之間的相互作用。與此同時(shí),GO對(duì)人血清蛋白的影響也被其他科研工作者所發(fā)現(xiàn),特別是他們觀察到了GO可以抑制人血清蛋白與膽紅素之間的作用。因此,GO與血清蛋白之間是相互影響的。石墨烯以優(yōu)異的聲、光、熱、電、力等性質(zhì)成為各新型材料領(lǐng)域追求的目標(biāo)。

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盡管氧化石墨烯自身可以發(fā)射熒光,但有趣的是它也可以淬滅熒光。這兩種看似相互矛盾的性質(zhì)集于一身,正是由于氧化石墨烯化學(xué)成分的多樣性、原子和電子層面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)造成的。眾所周知,石墨形態(tài)的碳材料可以淬滅處于其表面的染料分子的熒光,同樣的,在GO和RGO中存在的SP2區(qū)域可以淬滅臨近一些物質(zhì)的的熒光,如染料分子、共軛聚合物、量子點(diǎn)等,而GO的熒光淬滅效率在還原后還有進(jìn)一步的提升。有很多文章定量分析了GO和RGO的熒光淬滅效率,研究表明,熒光淬滅特性來(lái)自于GO、RGO與輻射發(fā)生體之間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移或者非輻射偶極-偶極耦合。雖然GO具有諸多特性,但是由于范德華作用力,使GO之間很容易在不同體系中發(fā)生團(tuán)聚。附近哪里有氧化石墨類型

同時(shí)具有良好的生物相容性,超薄的GO納米片很容易組裝成紙片或直接在基材上進(jìn)行加工。寧波官能化氧化石墨

氧化石墨烯(GO)與石墨烯的另一個(gè)區(qū)別是在吸收紫外/可見(jiàn)光后會(huì)發(fā)出熒光。通??梢栽诳梢?jiàn)光波段觀測(cè)到兩個(gè)峰值,一個(gè)在藍(lán)光段(400-500nm),另一個(gè)在紅光段(600-700nm)。關(guān)于氧化石墨烯發(fā)射熒光的機(jī)理,學(xué)界仍有爭(zhēng)論。此外,氧化石墨烯的熒光發(fā)射會(huì)隨著還原的進(jìn)行逐漸變化,在輕度化學(xué)還原過(guò)程中觀察到GO光致發(fā)光光譜發(fā)生紅移,這一發(fā)現(xiàn)與其他人觀察到的發(fā)生藍(lán)移的現(xiàn)象相矛盾。這從另一個(gè)方面說(shuō)明了氧化石墨烯結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和性質(zhì)的多樣性。寧波官能化氧化石墨