微电子学院周鹏副教授提出利用氧化石墨烯还原过程调控带隙的新方法
发表时间:2013-11-12 阅读次数:2051次

    石墨烯有很高的载流子迁移率和优异的超快光学响应特性,因而在光电探测领域具有很好的应用前景。但本征石墨烯材料零带隙的特性限制了其在电子器件中的应用,对其带隙进行人工调控是科学家们亟待研究的科学难题。


    复旦大学微电子学院周鹏副教授研究发现,对氧化石墨烯材料的还原过程的控制可以调控其带隙,进而能够对石墨烯物理特性进行人工裁剪,在不同光谱区实现不同的光学吸收和超快光学响应等特性。该研究结果发表在近期的《Carbon》期刊上(Evolution of the band-gap and optical properties of graphene oxide with controllable reduction level,Carbon,62,pp.157-164,2013)。《Carbon》期刊最新影响因子为5.868。


    该项研究发现,在还原过程中由于带间和带内光学跃迁机制的变化,引起氧化石墨烯在还原过程中呈现不同的光吸收特性,进而可以大范围调控石墨烯的带隙宽度(2 eV-0.02 eV可控,见图1)。同时,该工作还创新性地提出了基于椭圆偏振光谱术的快速无损测量石墨烯带隙的方法,并且利用洛仑兹振子模型对氧化石墨烯材料的能带调制进行了细致的研究。该工作提出了一种实现石墨烯材料能带调控的新路径,为石墨烯在电子器件领域的应用提供了创新解决方案。


    石墨烯有很高的载流子迁移率和优异的超快光学响应特性,因而在光电探测领域具有很好的应用前景。但本征石墨烯材料零带隙的特性限制了其在电子器件中的应用,对其带隙进行人工调控是科学家们亟待研究的科学难题。


    复旦大学微电子学院周鹏副教授研究发现,对氧化石墨烯材料的还原过程的控制可以调控其带隙,进而能够对石墨烯物理特性进行人工裁剪,在不同光谱区实现不同的光学吸收和超快光学响应等特性。该研究结果发表在近期的《Carbon》期刊上(Evolution of the band-gap and optical properties of graphene oxide with controllable reduction level,Carbon,62,pp.157-164,2013)。《Carbon》期刊最新影响因子为5.868。


    该项研究发现,在还原过程中由于带间和带内光学跃迁机制的变化,引起氧化石墨烯在还原过程中呈现不同的光吸收特性,进而可以大范围调控石墨烯的带隙宽度(2 eV-0.02 eV可控,见图1)。同时,该工作还创新性地提出了基于椭圆偏振光谱术的快速无损测量石墨烯带隙的方法,并且利用洛仑兹振子模型对氧化石墨烯材料的能带调制进行了细致的研究。该工作提出了一种实现石墨烯材料能带调控的新路径,为石墨烯在电子器件领域的应用提供了创新解决方案。

图1 氧化石墨烯还原后经椭圆偏振快速测量后的能带值
 

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