等离子氟化的单层石墨烯的光谱研究及其气体传感应用

摘要

本文报道了通过可控的SF6等离子处理的方法合成大面积的单层含氟石墨烯(FG).通过各种光谱表征了FG的功能基团,其中包括拉曼光谱,XPS光谱,NEXAFS光谱.拉曼光谱的结果表明在氟化过程中,有缺陷进入了单层石墨烯里.通过等离子处理的方法得到了不同氟含量的FG,XPS测试方法表明在等离子处理20s后达到了最大的含氟量(～24.6原子％F).角度变化的NEXAFS揭示了氟原子与石墨烯点阵发生反应形成了C-F键,其垂直于FG的底面.与传统的石墨烯相比,FG被用于气体传感材料时在氨检法中拥有更好的性能.根据密度泛函理论计算的结论,FG气体传感器的快速响应/回复行为和高敏感性都是由于FG表面的C-F共价键增强了对氨气的物理吸附.