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石墨烯中的等离激元诱导热电效应
摘要： 石墨烯因其具有超快、宽带光电探测的潜力，已成为光电子学领域极具前景的材料。石墨烯结的光响应特征表现为两种相互竞争的光电流产生机制：传统的光伏效应和占主导地位的热载流子辅助光热电（PTE）效应。已知PTE效应依赖于石墨烯掺杂剖面中塞贝克系数的变化。当存在电子温度梯度时，均匀石墨烯通道中也可能发生第二种PTE效应。本研究探讨了后一种效应——在纳米结构电接触作用下，通过石墨烯载流子的强局域化等离激元加热（可产生约2000K的电子温度）所促进的效应。特定条件下，可分离出等离激元诱导的PTE光电流贡献。该状态下，器件实质上作为高灵敏度电子温度计运行，因而为开发基于热载流子的等离激元器件提供了使能技术。
关键词： 光热电效应、石墨烯、等离子体激元学、光电探测器、热载流子
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过交错肖特基区与栅控区实现高响应度与量子效率的石墨烯/硅光电二极管
摘要： 过去几年，石墨烯/硅（G/Si）异质结构因其在光电二极管、光电探测器和太阳能电池等应用中的潜力而备受关注，研究重点日益聚焦于效率和性能提升。本研究探索了一种采用叉指肖特基与石墨烯/绝缘体/硅（GIS）复合结构的特定接触图案方案，通过实验验证了高灵敏度G/Si光电二极管的可行性。该设计方案在380至930纳米波长范围内实现了超过80%的外量子效率（EQE），其中850纳米处达到最大值98%，此时响应度峰值达635 mA/W，性能超越传统硅p-n结光电二极管。这种高效性源于二极管GIS区域对硅中光生载流子的高效收集机制。实验数据得到了二极管数值模拟的有力支撑?；谡庑┓⑾?，本研究提出了G/Si光电二极管"真实"有效面积的定义，这可能为基于G/Si的光电器件标准化提供参考依据。
关键词： 交错接触、产生区、光电流、石墨烯、肖特基二极管、反型层
更新于2025-09-10 09:29:36
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还原氧化石墨烯膜诱导的强结构色用于个人热管理
摘要： 通过膜分离辅助组装（MSAA）方法，以改性还原氧化石墨烯（rGO）为基底膜制备出角度无关的结构色材料。研究表明，褶皱卷曲的rGO层状结构不仅确保了胶体薄膜的不均匀形貌，还通过减弱相干散射提升了色彩饱和度。此外，我们首次探究了阻带位置对胶体薄膜隔热性能的影响——相较于对照样品，实现了高达6.9°C的绝对温差。由于光子结构固有的慢光效应，具有更长阻带位置的薄膜展现出更优的隔热性能。这种基于胶体薄膜的通用隔热原理为新一代热管理材料开辟了新途径。
关键词： 角度无关的、热管理、人体降温、石墨烯、结构色
更新于2025-09-10 09:29:36
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石墨烯/二硫化钼异质结构的光学性质：第一性原理计算
摘要： 基于密度泛函理论研究了石墨烯/二硫化钼异质结构（GM）的电子结构和光学性质。与单层石墨烯相比，该结构会打开带隙；但与单层二硫化钼相比，其带隙显著减小。GM体系中吸收系数、折射率和反射率出现红移，而能量损失谱则呈现蓝移。单层石墨烯和二硫化钼结合形成异质结构后，其电子结构和光学性质发生改变，这拓展了二维材料的广泛应用前景。
关键词： 光学性质，石墨烯/二硫化钼异质结构，电子结构
更新于2025-09-10 09:29:36
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黑磷异质结构器件中的能量耗散
摘要： 二维黑磷（BP）因其多功能特性的独特组合，在下一代固态器件应用中日益受到关注。黑磷的超薄物理特性和较低的热导率（40–20 Wm?1 K?1）导致其在由低效且不均匀的能量耗散所引发的中等电场下易发生过早的焦耳击穿。本研究报告称，背栅黑磷器件仅在4 MV m?1的电场值下就发生焦耳击穿，且断裂集中在中心区域?？占湮⒗馄字な岛诹坠档乐械娜壤┥⒉痪?，中心区域比侧端温度高出20%。此外，为缓解早期击穿和不均匀热扩散问题，构建了垂直范德华结构。结果表明，由于集成了热性能优越的组成材料并形成了自发热移除的最优路径，垂直黑磷器件展现出比横向器件高230倍的电场强度和提升一个数量级的功率耐受性。
关键词： 黑磷、石墨烯、散热、范德华异质结构、高电场
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过电场调控p型石墨烯-AsSb肖特基接触的能带排列
摘要： 通过范德华力相互作用结合石墨烯与单层AsSb的电子结构，可获得本征p型肖特基接触。本研究进行了一系列理论计算以探究层间耦合效应及石墨烯-AsSb异质界面的能带重排情况。结果表明：两种构型分别形成0.184 eV和0.381 eV的本征p型肖特基势垒，且石墨烯与AsSb的本征电子特性基本得以保留。施加外电场时，通过改变外电场强度可有效调控肖特基势垒，进而将p型接触转变为n型接触。肖特基势垒的变化表明AsSb界面存在部分费米能级钉扎现象，这源于石墨烯与AsSb之间的低密度界面态。AsSb势垒高度及相应接触类型可实现灵活调控，这对基于二维材料新型晶体管的设计具有重要价值，并提供了有意义的指导依据。
关键词： AsSb、电场、石墨烯、能带排列、肖特基接触
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018年7月9日-2018年7月13日)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 氧化石墨烯半导体平面型电子发射器件及其应用
摘要： 基于氧化石墨烯-半导体结构的平面型电子发射器件被开发出来。通过结合800℃低温石墨烯沉积工艺与真空环境下300℃的后器件退火处理所制备的GOS型电子发射器件，同时实现了超过10%的极高电子发射效率和约100 mA/cm2的高电子发射密度。
关键词： 石墨烯，化学气相沉积，金属氧化物半导体，电子发射
更新于2025-09-09 09:28:46
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石墨烯上单个碳氢分子两个前沿轨道中的激发振子
摘要： 分子中的振电子激发对于理解振动自由度与电子自由度之间相互作用具有关键意义。为探测分子吸附于表面后仍保持的真实振电子特性，合适的缓冲层至关重要。本研究利用扫描隧道谱技术在石墨烯覆盖的金属表面上，以亚分子分辨率观测到分子前沿轨道中的振动能级序列。伴随计算表明：导致该能级序列中出现轨道副本的振动模式，与其耦合的电子态具有相同对称性。此外，分离态分子的振动能级序列比聚集态分子更为显著。这些分子物种的完整振电子光谱还呈现出彼此间刚性位移的特征。本工作揭示了由于石墨烯有效减弱分子-金属杂化作用，所导致的分子内振电子结构与电子结构变化。
关键词： 单分子、量子化学、密度泛函理论、振动序列、石墨烯、扫描隧道显微镜、前沿轨道
更新于2025-09-09 09:28:46
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人工石墨烯：超越凝聚态的狄拉克物质
摘要： 在石墨烯及其众多迷人特性被发现后，对"人工石墨烯"的研究日益受到关注。这些与石墨烯具有惊人相似性却完全不同的新型系统包括：超冷原子晶格、微波或光子晶格、"分子石墨烯"以及磷烯等新化合物。这些结构的优势在于为测量和测试某些石墨烯中难以实现的物理现象提供了新平台，特别是控制石墨烯电子能谱中狄拉克点（或狄拉克锥）的存在、在倒易空间进行干涉实验、探测波函数的几何特性、操控边缘态等。这些描述两个相连能带附近能带结构的锥体具有拓扑"电荷"特征，可通过调节外部参数（压力、扭转、滑移、应力等）在倒易空间中移动。在总拓扑电荷守恒的条件下，这些锥体可被操控、创建或消除。本简评将探讨狄拉克点合并或涌现情景的多个方面，以及凝聚态物质及其他领域对这些情景的实验研究。
关键词： 微波、磷烯、石墨烯、布洛赫振荡、超冷原子、极化激元
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于石墨烯-二硫化钼覆盖层的表面等离子体共振（SPR）锥形光纤生物传感探针的设计考量
摘要： 本文报道了一种基于表面等离子体共振（SPR）的锥形光纤传感器设计研究，该传感器通过在锥形光纤芯上依次涂覆铂薄膜及石墨烯-二硫化钼（MoS2）单层薄膜实现。理论分析采用五层矩阵模型，通过评估指数线性、线性、抛物线及二次方四种锥形轮廓在不同锥度比下的灵敏度与检测精度等性能参数，研究了石墨烯-MoS2覆盖层的影响。结果表明：随着锥度比增大，灵敏度提升而检测精度单调下降。在锥度比为2.0的指数线性锥形轮廓下，所提传感器配置获得最大灵敏度值7.04μm/RIU；锥度比为1.0时取得最高检测精度16.7623μm-1。相较于仅涂覆铂的传统SPR光纤传感器，引入额外石墨烯-MoS2单层使锥度比2.0时的传感探针灵敏度提升超44%。研究还对比评估了石墨烯/MoS2层数增加对性能参数的影响，并讨论了其在生物传感应用中的优势特性。
关键词： 表面等离子体共振、石墨烯、光纤传感器、灵敏度与检测精度、二硫化钼
更新于2025-09-09 09:28:46