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石墨烯/二氧化钛复合材料的制备及其性能研究——源自石墨烯与钛(IV)醇盐前驱体
摘要： 采用溶胶-凝胶法，分别以正丁醇钛（TNB）、异丙醇钛（TIP）和丙醇钛（TPP）为不同钛醇盐前驱体合成了石墨烯/二氧化钛复合材料。通过BET比表面积、SEM、XRD、EDX和紫外-可见吸收光谱对制备的复合材料进行了表征。评估了样品在紫外光照射下降解亚甲基蓝（MB）的光催化活性。结果表明，在三种样品中，GTNB样品具有最佳的光催化活性。根据光催化结果，由于负载型TiO2的光解作用、自由基反应以及石墨烯的吸附性和吸收性，石墨烯/TiO2复合材料对亚甲基蓝的去除效果按GTIP、GTNB和GTPP复合材料的顺序呈现出优异的去除效果。
关键词： 二氧化钛，可见光，石墨烯，光催化，透射电子显微镜
更新于2025-09-09 09:28:46
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缺陷石墨烯作为氨气传感器：理论洞察
摘要： 缺陷通常以材料变形的形式出现，会降低其性能。然而在纳米尺度下，缺陷能产生对器件应用具有实用价值的新材料。本报告采用密度泛函理论和NEGF方法，分析了石墨烯片层上的空位缺陷（包括单空位和不同对称性的双空位），以研究其电子特性和输运性质。通过电导率、电流-电压特性及灵敏度分析，评估了这些缺陷石墨烯片层在气体传感（特别是氨气检测）中的应用潜力。研究发现，与双空位相比，单空位缺陷石墨烯是更优异的氨分子传感材料。
关键词： DFT（密度泛函理论）、灵敏度、氨气、石墨烯、缺陷、电导率
更新于2025-09-09 09:28:46
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生长条件对铜辅助等离子体还原法制备石墨烯及氧化石墨烯还原的影响
摘要： 石墨烯是一种单层石墨片，展现出诸多优异特性，有望在多个领域替代传统材料。要实现石墨烯的工业化应用，亟需开发能在任意基底上高通量合成的方法。通过氧化石墨烯（GO）进行化学剥离被认为是适合高通量合成的途径。然而还原氧化石墨烯的结晶度往往过低。虽然我们发现采用铜催化剂进行等离子体处理能从介电基底上的GO获得高结晶度石墨烯，但生长参数的影响尚不明确。本研究探究了该过程中CH4与H2气体比例对石墨烯结晶度的影响。通过优化气体比例，我们成功将GO还原并修复至载流子迁移率达到9.0×102 cm2 V?1 s?1的水平。
关键词： 氧化石墨烯、等离子体还原、石墨烯、结晶度、铜催化剂
更新于2025-09-09 09:28:46
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具有高稳定性P-C键的石墨烯/黑磷杂化材料的合成及其光催化活性的增强
摘要： 黑磷（BP）作为一种优异的二维（2D）半导体材料，因其独特性能备受关注。通过一步化学气相传输（CVT）法成功合成了石墨烯（GR）-黑磷杂化材料。表征结果表明，通过形成P-C键使磷原子成功掺入石墨烯结构中。值得注意的是，这种新合成的GR-BP杂化材料因黑磷的直接带隙与石墨烯的高载流子迁移率共同促进电荷高效分离转化，展现出对2-氯酚（2-CP）降解的优异光催化活性——在可见光照射180分钟（λ>420 nm）后，2-CP去除效率高达87.08%。GR-BP杂化材料对2-CP的降解速率在30分钟内约为纯黑磷的7.29倍。此外，该杂化材料暴露于空气中15天后，P-O键峰位仅轻微增强，表明黑磷稳定性显著提升，这源于杂化材料中P-C键的形成减少了黑磷的氧化位点。简言之，本研究的GR-BP合成方法不仅为提升黑磷稳定性提供了新途径，更为黑磷在光催化领域的实际应用提供了重要研究思路。
关键词： P-C键，光催化，化学气相传输，石墨烯，黑磷
更新于2025-09-09 09:28:46
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具有良好角度-偏振容差的可调谐三频带石墨烯折射率传感器
摘要： 本文设计了一种具有良好角度-偏振容差的三频带石墨烯折射率传感器，该传感器由周期性排列在介质基底上的石墨烯椭圆-圆形纳米盘谐振器组成。数值结果表明，当周围介质的折射率变化时，石墨烯谐振器的三种模式谐振波长呈现连续线性可调性，灵敏度高达11.56微米/折射率单位。通过控制石墨烯的掺杂水平可进一步调节传感范围。此外，所提出的石墨烯传感器在宽角度范围（0-60°）内保持偏振不敏感性，展现出优异的角度-偏振容差特性。该工作实现了可调谐三频带传感器，并为无标记生物医学传感提供了潜在价值。
关键词： 石墨烯、表面等离子体共振、折射率传感器、超材料
更新于2025-09-09 09:28:46
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石墨烯有限超晶格中的体等离子体和表面等离子体
摘要： 近年来，石墨烯等离子体激元技术因其独特的高载流子迁移率、可通过电学或化学手段调控的载流子密度、以及长寿命且强约束的等离子体激元激发特性而备受关注。在光电子学与纳米光子学领域，石墨烯被视为有望在中红外和太赫兹光谱窗口工作的理想等离子体材料。然而单层石墨烯对电磁能量转化为等离子体激元的效率有限。为获得更强的等离子体共振激发能力，可采用多层石墨烯结构作为解决方案。本研究通过求解不同石墨烯层间电势的递推关系，推导出了N层石墨烯结构的介电函数解析表达式。研究还发现：长波条件下多层石墨烯堆叠所能支持的等离子体振荡最高能量，对应着各平面内电子同相振荡的状态；此外，在体等离子体激元带之外特定有限波矢处会出现表面等离子体模式，该模式会随着波矢增大而产生连续带间单粒子激发的朗道阻尼效应。
关键词： 递归近似、石墨烯、有限超晶格中的等离激元
更新于2025-09-09 09:28:46
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激光冲击喷丸改性石墨烯弥散强化铝基纳米复合材料的表面织构、微观结构及力学性能
摘要： 本研究对石墨烯作为增强相及纳米复合材料中晶?；ニ挠τ镁哂兄匾羰尽Ｎ?，采用粉末冶金（PM）工艺制备了含0.4 wt%石墨烯的AA 7075纳米复合材料，并通过热挤压（挤压比28:1）成型后实施低能激光冲击喷丸（LSP）处理。结果表明：该纳米复合材料在400微米深度范围内均呈现显著微观结构改善。添加的石墨烯产生钉扎效应，有效抑制晶粒生长。LSP处理通过石墨烯形成的"钉扎位错核"进一步细化晶粒并实现晶?；ニ佣灾銮看蟊湫沃骨炕Ч?。研究发现：石墨烯使极限抗拉强度（UTS）提升42.93%，LSP贡献了额外10.66%的强度增幅。
关键词： 激光冲击强化（LSP）、位错、纳米复合材料、石墨烯、织构
更新于2025-09-09 09:28:46
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横向Au/WS?/石墨烯光电二极管器件中与二维层相关的行为及肖特基势垒的光学调制
摘要： 我们研究了横向Au/石墨烯/WS2光电探测二极管的二维层依赖性电学与光电特性。所用全部二维材料[包括单层(1L)和双层(2L)的石墨烯与WS2区域]均通过化学气相沉积法制备，该方法具有横向可扩展应用的潜力。由于Au/WS2与WS2/Gr界面肖特基势垒高度不同，非对称光电探测器输出电流呈现明显整流特性。实验证明静电栅控和激光照射可通过调节肖特基势垒来改变整流行为。特别值得注意的是，当器件处于初始关断状态并施加负偏压时，激光辐照可使沟道电流开启——这归因于光生空穴在Au/WS2界面聚集提升了WS2电子亲和能，从而降低了Au/WS2势垒高度。该探测器在2.7×10? mW/cm2激光强度下可实现约200的开/关比。所有器件均测得大于1的光增益，表明光电流主要由肖特基势垒高度变化及相应热电子发射变化驱动，而非光伏效应。层状依赖的电导率与光电响应度源于1L和2L WS2不同的电子亲和能与带隙?；?L WS2的器件相比1L WS2基器件展现出显著提升的电导率和光电响应度。
关键词： 光电探测器、二硫化钨（WS?）、石墨烯、异质结构、整流、二维材料
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于石墨烯的约瑟夫森结中的非平衡光激发载流子效应
摘要： 我们通过用波长为1.31微米的单色光照射超导体/单层石墨烯/超导体（SGS）约瑟夫森结，研究了光激发下的超导邻近效应。虽然临界电流Ic可通过辐照功率P进行调控，但其变化规律无法用载流子浓度改变来解释——这种机制在半导体基约瑟夫森结中已有报道。估算的石墨烯电子温度与P的1/3次方成正比（d≈1/3）。该关系明确表明：光生非平衡载流子动力学是导致Ic随P变化的原因。我们认为SGS结能直接介导光场与超导态之间的相互作用。
关键词： 电子温度、光激发、临界电流、石墨烯、约瑟夫森结、超导邻近效应
更新于2025-09-09 09:28:46
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贵金属/石墨烯异质结构中由局域表面等离子体共振激活的异常K点声子
摘要： 金属/石墨烯界面一直是电荷屏蔽、电荷转移、接触电阻及太阳能电池领域的重要研究课题之一。通过拉曼光谱测量缺陷诱导的D峰及其二阶模2D峰（一种简单无损的方法），可以推断金属/石墨烯的化学键形成情况。然而，对于沉积了贵金属（银、金和铜）的石墨烯而言，位于约1350 cm-1的声子模（通常被认为是缺陷诱导的D峰）颇具研究价值。我们在非反应性贵金属/石墨烯异质结构中观察到了异常的K点声子。约1350 cm-1的中频模与G峰（约1590 cm-1）的强度比随激发激光波长呈现非线性但共振的行为，更重要的是，该声子频率-激光能量色散约为10-17 cm-1/eV，远小于常规范围。这些在K点附近非零声子波矢（q ≠ 0）处的石墨烯声子模是由局域表面等离子体共振激活的，而非由金属/石墨烯化学键形成导致的缺陷引起。这一假设得到了针对贵金属和铬的密度泛函理论（DFT）计算以及实测接触电阻的支持。
关键词： K点声子、拉曼光谱、石墨烯、局域表面等离子体、贵金属
更新于2025-09-09 09:28:46