《乾法製備石墨烯量子點陣列與近場光學研究》是依託上海交通大學，由陶海華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：乾法製備石墨烯量子點陣列與近場光學研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陶海華
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當石墨烯尺寸小到一定程度並經過適當的表面改性，就成為具有光致發光效應的石墨烯量子點，這在生物醫學研究領域具有重要的套用前景。目前，人們主要採用濕法工藝製備這種石墨烯量子點。對於特定基底上的石墨烯，發展乾法刻蝕技術直接獲得石墨烯量子點對光電集成至關重要。本項目中，我們對SiO2/Si基底上的石墨烯採用基於臭氧刻蝕的乾法技術製備石墨烯量子點陣列，實現其光致發光。在低溫下，利用掃描近場光學顯微鏡（SNOM）同步探測石墨烯量子點陣列形貌、光學強度分布和光譜，研究光致發光性質與尺寸、邊界、層數等因素之間的關係，獲得電子態密度、精細能帶結構等量子物理信息。這項研究不僅為深入理解石墨烯量子點提供有益的借鑑，而且它對於進一步推動大面積石墨烯在光電集成領域的套用具有重要意義。
結題摘要
利用乾法刻蝕工藝在大面積石墨烯薄膜上直接製備出具有光致發光的納米結構，這在光電集成器件領域具有重要套用。在過去三年中，我們緊緊圍繞本項目開展了利用紫外光氧化方法製備石墨烯納米結構和光學、光電性質的研究。本項目開展過程中，主要取得以下研究進展：（1）在國際上率先研製出以低壓汞燈為光源的紫外光氧化高真空設備系統，獲得授權國家發明專利2項。（2）首次利用紫外光氧化方法實現了多層石墨烯薄膜納米結構的光致發光。通過研究紫外光氧化過程中基底溫度對石墨烯納米結構形貌、表面化學功能團等參數的影響，弄清了紫外光氧化過程中氧激子與石墨烯發生光化學反應的動態過程，並發現常溫和高溫(120 ℃)下製備的石墨烯納米結構具有不同的光致發光機理。（3）自主研製出一套以氙燈準分子放電管為光源的紫外光氧化真空設備系統，首次發現該紫外光源對氮氣的解離效應，提出紫外光氮化概念，正在開展石墨烯薄膜紫外光氮化研究。（4）成功製備出石墨烯薄膜單電子元件和陣列，搭建了石墨烯電子元件載流子輸運和光電回響測試平台。本項目實施過程中取得的成果為進一步拓展本項目奠定了基礎。 本項目實施過程中，初步形成了石墨烯研究小組，並逐步完善了實驗室基礎建設。目前，正協助指導博士研究生2名，碩士研究生3名。
