《石墨烯中缺陷的拉曼光譜研究》是依託東南大學，由倪振華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：石墨烯中缺陷的拉曼光譜研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：倪振華
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
如何進一步提高石墨烯的電學性能，如載流子遷移率是目前該領域研究的重點。在前期研究的基礎上，我們提出了利用拉曼散射探測石墨烯中的微量缺陷，並將其含量與電學性能相對應，驗證此類缺陷是否為限制石墨烯遷移率進一步提高的重要因素。本項目擬開展以下幾個方面的工作：1.定量地分析不同製備方法獲得的石墨烯中缺陷的濃度，並與石墨烯的電學性能相對應。2.通過偏振拉曼散射、共振拉曼散射等手段分析石墨烯中缺陷的種類及來源，並與理論模型相對應。3.通過煺火及再生長等手段減少或消除石墨烯中的缺陷，以提高石墨烯的性能。4.通過離子轟擊等方式控制石墨烯中的缺陷濃度，研究缺陷間的相互作用受缺陷間距離的影響。經過以上研究，將能進一步加深對石墨烯表面物理結構及電學性能的理解，並能夠為石墨烯在未來納米微電子領域的套用打下基礎。因此，該項目具有很強的科學及套用意義。
結題摘要
過去的三年中，圍繞著石墨烯等二維材料中缺陷的探測及調控，經過項目組全體成員的共同努力，完成了研究計畫任務和預期目標。項目主要研究了石墨烯中缺陷的類型、來源以及缺陷的控制，同時還研究了缺陷對石墨烯螢光淬滅、熱傳導及光電性能的影響。結合國內外相關領域的研究發展以及我們在二維材料中缺陷的研究基礎，我們將研究內容拓展到了另外一種新穎的二維材料-二硫化鉬中，通過缺陷調控極大程度的提升了其光學性能。截至目前，在國際重要學術刊物發表SCI論文21篇（其中通訊作者論文12篇），包括2篇ACS Nano, Materials Science and Engineering R(綜述), Nano Research, 2篇Applied Physics Letters等。同時，申請國內發明專利3項,授權1項。招收博士後1人，博士生5人，碩士生4人。在本項目的研究基礎上，申請者獲得了2014年國家自然科學基金“優秀青年科學基金”資助。下面是所取得的主要研究成果： 1、利用拉曼光譜研究不同種類石墨烯中缺陷的產生及缺陷的類型。發現石墨烯在高溫時缺陷的產生及類型受石墨烯單晶尺寸的大小，氛圍，其本徵缺陷濃度以及層間相互作用力影響。還發現氮摻雜石墨烯中的缺陷分布很不均勻，且基本為邊界缺陷。 2、研究了石墨烯中缺陷對其螢光淬滅性能的影響。利用量子點的拉曼強度作為定量標準，系統地研究了不同層數的石墨烯，以及氧化石墨烯、還原氧化石墨烯上CdSe量子點的螢光淬滅現象。並利用等離子轟擊在石墨烯中引入不同類型的缺陷，實現了石墨烯螢光淬滅效率的大幅調控。 3、研究了石墨烯中雜質和缺陷對其熱輸運性能的影響。發現在CVD單層石墨烯的轉移過程中，使用不同的化學試劑會對其造成不同的影響。發現在石墨烯中引入不同類型的缺陷會對其熱傳導性能造成巨大影響。 4、研究了石墨烯中缺陷對其光電性能的影響。通過雷射改性的方法，逐點的在石墨烯上引入了缺陷及摻雜。光電測試結果顯示，改性與非改性石墨烯間形成了p+-p結，並且獲得了較高的光電回響。光電回響度與摻雜濃度成正向關聯，而缺陷在裡面也起到了重要作用。 5、利用缺陷工程調控二硫化鉬的光學性質。通過加熱褪火以及氧電漿轟擊這兩種方法，成功的在二硫化鉬中引入了缺陷並獲得了氧的化學成鍵吸附，使其螢光強度提升了近百倍。
