石墨烯纳米带

摘要： 对二维锯齿型石墨烯纳米带进行双边的边缘修饰,构建了4种不同修饰类型的双面神结构。我们利用VASP对其能带结构进行计算,比较分析后得出其能带结构主要取决于边缘碳原子的杂化方式。此外,还通过计算得到的不同宽度锯齿型石墨烯纳米带的能带结构,发现改变宽度的影响十分有限。

摘要： 采用水热法和热解法制备了具有多孔结构的N掺杂石墨烯纳米带(N-GNRs-900),通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)等对形貌和结构等进行表征,使用CHI 760E电化学工作站进行氧还原电催化(ORR)性能测试。结果表明,边缘不规则的石墨烯纳米带暴露出大量的边缘缺陷,为杂原子提供掺杂位点,与未掺杂的氧化石墨烯纳米带(GONRs)相比,N-GNRs-900的氧还原反应催化性能明显提高,在0.1 mol/L KOH电解液中,半波电位可达到0.81 V(vs.RHE),起始电位0.92 V(vs.RHE),催化过程接近四电子转移,且循环5000圈半波电位几乎没有负移。

摘要： 基于有效低能理论,研究了退相位环境下Werner态在石墨烯基量子通道中的隐形传输.结果表明,输出态纠缠度总是随着输入态纠缠度的增大而增大,而相应的保真度却正好相反;对于给定的输入态,量子通道中的纠缠越大,输出态的品质就越高.对于石墨烯基量子通道,低温和弱库仑排斥势可以减缓其纠缠资源在退相位环境中的衰减,且温度低于40 K,电子间库仑排斥势小于6 eV时,输出态的平均保真度可以达到80%以上.这就说明石墨烯材料在量子信息领域中具有潜在的应用价值.

摘要： 利用非平衡格林函数和密度泛函理论,研究不同类型γ-石墨炔分子磁隧道结(MMTJ)自旋极化输运特性的影响。磁隧道结以铁磁性的锯齿形石墨烯纳米带作电极。随着纳米带宽度变化,考虑γ-石墨炔的两种接触点,我们构造了8种有代表性的且具有不同对称性的隧道结。通过计算我们发现,对称性对磁隧道结的自旋输运起决定性作用。对于偶数碳链的锯齿形石墨烯纳米带,石墨炔的接触点位居于正中,这种结构的自旋极化输运性质远优于其它结构。比如在非常宽的偏压范围内都能达到100%的自旋极化率,且隧穿磁阻(TMR)高达3.7×10^(5),这表明该结构在自旋滤波器和自旋阀器件方面的应用潜力最大。与之形成对比的是,当耦合位置偏离锯齿形石墨烯纳米带的中心时,输运性质迅速变为普通电输运,相应的巨磁阻效应比最优对称结构约小4个数量级。

摘要： 基于密度泛函理论和非平衡格林函数,研究了中心散射区长度对于锯齿-扶手椅-锯齿型石墨烯纳米带(Z-A-ZGNRs)的电子输运特性的影响。结果表明:中心散射区长度对导电性能有很大的影响。散射区长度较小时,在一定区间内具有明显的负微分电阻现象,长度增加时,这种效应减弱。Z-A-ZGNRs在-2~2 V偏压下存在整流现象,散射区长度较小时,在负偏压下导电性能优于正偏压,存在反向整流现象,最大整流比为1.98;长度较大时在正偏压下导电性能优于负偏压,存在正向整流现象,最大整流比为2.54。在-1~1 eV内,散射区长度较长的能量窗内几乎无透射曲线,表明在该能量区间几乎没有电流,器件处于截止状态。该理论计算结果对石墨烯纳米器件的设计具有一定的参考价值。

摘要： 硅基晶体管的集成正在接近工艺物理的极限,而具有超高载流子迁移率的石墨烯有望成为下一代主流芯片材料。石墨烯纳米带中存在由量子效应引入的带隙,使之具有独特的电学性能,可以克服石墨烯本身半金属特质带来的不便,更适用于集成电路的制造。中国科学院化学研究所有机固体实验室于贵研究员课题组在石墨烯二维材料的制备策略、性能及其应用方面开展了系列研究。

摘要： 运用密度泛函理论和非平衡格林函数结合的方法,研究电极区N掺杂对扶手椅型石墨烯纳米带电子输运特性的影响.结果表明,与本征扶手椅型石墨烯纳米带电流-电压曲线相比,宽度为7的石墨烯纳米带电流-电压曲线表现出明显的不对称性,其中心N掺杂表现强烈的整流特性,整流系数达到102数量级,且将N原子从电极区中心位置移动到边缘,整流特性减弱.研究结果表明宽度为7的扶手椅型石墨烯纳米带出现强整流现象的原因主要是负向偏压下能量窗内没有透射峰引起的,该研究结果对将来石墨烯整流器件的设计具有重要的意义.

摘要： 运用密度泛函理论和非平衡格林函数结合的方法,研究中心散射区长度对右电极中心N掺杂的扶手椅型石墨烯纳米带电子输运特性的影响.研究表明:在正向偏压下,不同中心散射区长度的扶手椅型石墨烯纳米带电流随着电压的增加而增大;而在负向偏压下,随着中心散射区长度的增加,偏压窗内的透射系数逐渐减小,电流不随电压的变化而变化,电流值接近为零,器件呈现出明显的整流特性.所以,在一定长度范围内,随着中心散射区长度的增加,器件的整流特性逐渐增强.出现该现象的原因可能是负向偏压下偏压窗内没有透射峰引起的,该研究结果对未来石墨烯整流器件的设计具有重要的意义.

摘要： 针对Co3O4导电性差、离子迁移率低和体积膨胀过大的缺点,利用GNRs比表面积大、纵宽比高和含氧基团多的特点,通过与GNRs复合的方式制备纳米级复合材料对Co3O4进行了改性,采用了一步沉淀法制备纳米级复合材料Co3O4@GNRs提高电化学性能.将钴源用氨水进行沉淀一步制备复合材料Co3O4@GNRs.采用SEM、XRD、TEM、Raman、XPS对复合材料微观形貌和晶体结构进行表征.结果表明:纳米复合材料中Co3O4颗粒大小约为5～8 nm,附着在GNRs的边缘及表面;所得Co3O4@GNRs材料碳含量约为10.41％,电化学性能较好.组装成锂离子半电池得到电化学性能,循环95圈容量保持787.1 m A h/g,当电流密度为8000 m A/g时,放电容量可达到151.1 mAh/g.电化学性能的提高主要归因于复合材料Co3O4@GNRs独特的纳米结构.在转化型反应中,Co3O4在充放电过程中通常形成金属单质,引起材料体积膨胀问题,利用GNRs比表面积大、纵宽比高、含氧基团多能够负载更多Co3 O4颗粒,提高材料的导电率和离子迁移率,缓和体积膨胀效应,从而增加材料传输能力,有利于提高负极材料的储能性能.

摘要： 针对Co_(3)O_(4)导电性差、离子迁移率低和体积膨胀过大的缺点,利用GNRs比表面积大、纵宽比高和含氧基团多的特点,通过与GNRs复合的方式制备纳米级复合材料对Co_(3)O_(4)进行了改性,采用了一步沉淀法制备纳米级复合材料Co_(3)O_(4)@GNRs提高电化学性能。将钴源用氨水进行沉淀一步制备复合材料Co_(3)O_(4)@GNRs。采用SEM、XRD、TEM、Raman、XPS对复合材料微观形貌和晶体结构进行表征。结果表明:纳米复合材料中Co_(3)O_(4)颗粒大小约为5-8 nm,附着在GNRs的边缘及表面;所得Co_(3)O_(4)@GNRs材料碳含量约为10.41%,电化学性能较好。组装成锂离子半电池得到电化学性能,循环95圈容量保持787.1 mAh/g,当电流密度为8000 mA/g时,放电容量可达到151.1 mAh/g。电化学性能的提高主要归因于复合材料Co_(3)O_(4)@GNRs独特的纳米结构。在转化型反应中,Co_(3)O_(4)在充放电过程中通常形成金属单质,引起材料体积膨胀问题,利用GNRs比表面积大、纵宽比高、含氧基团多能够负载更多Co_(3)O_(4)颗粒,提高材料的导电率和离子迁移率,缓和体积膨胀效应,从而增加材料传输能力,有利于提高负极材料的储能性能。

摘要： 本文作者采用化学气相沉积法在六角氮化硼表面成功制备边界平整且宽度可控的石墨烯纳米带。他们采用六角氮化硼表面沿着锯齿型方向的纳米沟槽为模板，实现单层石墨烯纳米带面内外延生长。该方法得到的石墨烯纳米带在室温下也能展示出高达104的开关比，700cm2/Vs的载流子迁移率和近50纳米的载流子平均自由程。该多维度异质结纳米带仅具有几个苯环宽度，可以打开带隙。其器件制备工艺与目前的大规模集成电路制造工艺相兼容，该制备方法的突破有可能为石墨烯纳米带在数字集成电路应用开辟新的道路。

摘要： 在本文章作者报导了六方氮化硼表面石墨烯纳米带外延生长的相关研究.利用解离的六方氮化硼表面的单原子台阶,成功实现了15nm-150nm石墨烯纳米带的可控生长.利用这种方法得到的石墨烯纳米带具有非常高的质量,对于100nm宽度的石墨烯纳米带,在1.7K,载流子迁移率可以达到20000cm2V-1s-1.另外,由于衬底与石墨烯之间的晶格失配,石墨烯纳米带表面形成大约15nm周期的莫尔条纹.这表明石墨烯纳米带通衬底之间具有相同的晶格取向.在石墨烯纳米带中,这种准一维的莫尔周期势,会对石墨烯纳米带的能带具有显著的调控作用.利用该方法得到的石墨烯纳米带宽度可控,表面以及同衬底的界面非常干净.这为石墨烯纳米带器件提供了一个理想的平台.

摘要： 本文采用第一性原理计算方法，研究了zigzag型石墨烯纳米带边缘采用不同基团(包括氢原子、羟基、酮基、氢和羟基共同饱和)进行修饰后电子特性的改变，计算了能带结构、态密度和电荷差分密度。结果分析表明，不同基团修饰的影响本质上可归结于不同的边缘杂化方式。边缘sp2杂化方式对GNRs体系内层原子的电子状态影响很小，没有改变zigzag-GNRs的金属性；而边缘sp3杂化的体系在能带结构中打开了一个带隙，此带隙随纳米带宽度的增加而逐渐减小。其中GNRs-H2体系和GNRs-H2O体系发生了由金属性向半导体性的转变，而GNRs-O体系费米能级升高并且进入了导带，依然呈现金属性。利用这种边缘修饰非常易于调控GNRs的电子能带结构。

摘要： 本文研究了纳米和微米尺度下石墨烯条带的性能.采用等效电路模型分析基于石墨烯的互连结构的信号传输特性.对基于石墨烯纳米带的微波互连结构,分析了包含负载与驱动的输出/输入频率响应特性,对基于石墨烯条带的太赫兹传输线结构,理论计算了等效电路的电参数,仿真得到了传输线的散射参数.分析了化学势对以上两种情况下的信号传输特性的影响.

摘要： 本文采用平衡分子动力学方法研究了石墨烯纳米带的导热系数.对比了一系列不同长度的石墨烯纳米带的导热系数,结果表明,随着长度的增加石墨烯纳米带的导热系数有逐渐增加的趋势.对不同层数石墨带导热系数的对比表明,石墨带的层数对其面内导热系数的影响不大.而密度的增加使石墨烯纳米带的导热系数迅速上升.

摘要： 本发明提供制备石墨烯纳米片(GNP)的方法，包括制备膨胀石墨(EG)并通过气相高速碰撞引发剥离、研磨、或剥离并研磨膨胀石墨以破碎EG。通过制备石墨烯纳米片的方法提供并制备石墨烯纳米片浆料以及由石墨烯纳米片浆料形成的导电涂层。

摘要： 本发明提供一种磁性石墨烯纳米带/石墨烯复合薄膜的制备方法。本方法采用两步化学气相沉积法将碳纳米洋葱包裹纳米铁磁金属颗粒原位生长在石墨烯纳米带与石墨烯复合薄膜的表面上。该石墨烯复合薄膜在转移过程中无需聚合物的辅助就能转移至目标基体，具有磁性强、光学透明度高、空穴/电子迁移率高等特点。此外，铁磁金属纳米颗粒由碳纳米洋葱外壳包裹可以避免纳米铁磁金属颗粒的氧化、酸化以及脱落等，使得该种石墨烯复合薄膜具有较高的强度和良好的稳定性。本发明采用两步化学气相沉积法可宏量制备得到磁性的石墨烯复合薄膜，其工艺流程简单、成本低，便于规模化生产，能够广泛应用于石墨烯自旋电子器件、电磁吸波材料和柔性石墨烯薄膜电子器件等。

摘要： 本文提供了具有高结构均匀性和低杂质水平的石墨烯纳米带及其合成方法。本文还提供了具有优异的结构均匀性和低杂质水平的石墨烯纳米片及其合成方法。本文进一步提供了具有良好结构均匀性和低杂质水平的石墨烯纳米带和石墨烯纳米片的混合物及其合成方法。该方法包括，例如，在恒定移动的衬底上沉积催化剂，在衬底上形成碳纳米管，从衬底分离碳纳米管，从表面收集碳纳米管的步骤，其中衬底连续和顺序移动通过沉积、形成、分离和收集步骤。进一步的处理步骤将合成的碳纳米管转化为石墨烯纳米带、石墨烯纳米片及其混合物。

摘要： 一种N掺杂石墨烯/石墨烯纳米带复合气凝胶的制备方法，属于复合材料技术领域，所述制备方法步骤如下：一、氧化石墨烯分散液制备；二、氧化石墨烯纳米带分散液制备；三、预还原‑冷冻‑蒸干处理：四、高温热处理。所述方法通过引入氧化石墨烯纳米带，为N掺杂提供更多的活性位点，有助于提高N掺杂浓度；石墨烯纳米带含量可以调控气凝胶的三维多孔结构；N掺杂程度可以调节材料的电、热性能和化学活性。本发明制备的N掺杂石墨烯/石墨烯纳米带复合气凝胶具有超低密度、高孔隙率及优良的热、电性能，有望在电磁隐身、电化学、催化、吸附、水处理等各个领域得到应用。

摘要： 本发明提供了化学领域内的石墨烯‑石墨烯纳米带海绵的制备表征及性能测试的方法，包括以下步骤，（1）测定氧化石墨烯（GO）与氧化石墨烯纳米带（GONR）溶液的浓度；（2）按着GO与GONR的质量比为1:1，各自抽取相应体积的溶液于模具中，搅拌混合均匀；（3）将混合均匀的GO‑GONR溶液在冷冻干燥机的冷井中冷冻24小时，抽真空，开始冷冻干燥；（4）将冷冻干燥完全的样品取出，此时为尚未还原的GO‑GONR海绵；（5）将其置于90°C水合肼蒸汽中还原24小时，冷却至室温后取出，放入真空干燥箱中100°C真空干燥，冷却至室温；（6）对制备出来的海绵进行表征；本发明操作简单。

摘要： 本发明公开石墨烯/石墨烯纳米带/二硫化镍复合气凝胶的制备方法，属于电极材料制备技术领域。将氧化石墨烯纳米带和氧化石墨烯混合后，加入十六烷基三甲基溴化铵、去离子水，超声均匀后得到混合液；往混合液中加入噻吩、正辛烷和硝酸镍，进行一次水热反应；将得到的水凝胶放入KNO

摘要： 本发明提供了化学领域内的石墨烯‑石墨烯纳米带海绵的制备及其表征的方法，包括以下步骤，（1）测定氧化石墨烯（GO）与氧化石墨烯纳米带（GONR）溶液的浓度；（2）按着GO与GONR的质量比为1:1，各自抽取相应体积的溶液于模具中，搅拌混合均匀；（3）将混合均匀的GO‑GONR溶液在冷冻干燥机的冷井中冷冻24小时，抽真空，开始冷冻干燥；（4）将冷冻干燥完全的样品取出，此时为尚未还原的GO‑GONR海绵；（5）将其置于90°C水合肼蒸汽中还原24小时，冷却至室温后取出，放入真空干燥箱中100°C真空干燥，冷却至室温；（6）对制备出来的海绵进行表征；本发明操作简单。

摘要： 本发明提供了化学领域内的石墨烯‑石墨烯纳米带海绵的制备方法，包括以下步骤，（1）采用重力法测定氧化石墨烯（GO）与氧化石墨烯纳米带（GONR）溶液的浓度，以mg/mL为单位；（2）按着GO与GONR的质量比为1:1，各自抽取相应体积的溶液于模具中，搅拌混合均匀；（3）将混合均匀的GO‑GONR溶液在冷冻干燥机的冷井中冷冻24小时，抽真空，开始冷冻干燥；（4）将冷冻干燥完全的样品取出，此时为尚未还原的GO‑GONR海绵；（5）将其置于90°C水合肼蒸汽中还原24小时，冷却至室温后取出，放入真空干燥箱中100°C真空干燥去除残留的水合肼，冷却至室温；本发明操作简单。

摘要： 本发明提供了化学领域内的一种石墨烯‑石墨烯纳米带复合海绵的制备方法，包括以下步骤，（1）准备实验材料和仪器；（2）将氧化石墨烯和氧化石墨烯纳米带以质量比为1:1的比例混合在去离子水中，配置成相应的浓度；（3）将溶液置于烧杯（或任意形状的容器中）中，在冷冻干燥机的冷井中冷冻24h以上，随后抽真空冷冻干燥48h；（4）将氧化石墨烯‑氧化石墨烯纳米带复合海绵从模具中取出，在90°C水合肼蒸汽中还原24h；本发明有利于提高石墨烯海绵的强度。

摘要： 本发明提供了化学领域内的一种制备石墨烯‑石墨烯纳米带的方法，包括以下步骤，（1）准备实验材料和仪器；（2）用重力法测定氧化石墨烯与氧化石墨烯纳米带溶液的浓度，抽取一毫升的氧化石墨烯溶液滴在已称重的载玻片上，在烘箱中烘干后测试其重量；（3）按着GO与GONR的质量比为1:1，各自抽取相应体积的溶液于模具中，搅拌混合均匀；（4）将混合均匀的GO‑GONR溶液在冷冻干燥机的冷井中冷冻24小时，抽真空，冷冻干燥；（5）将冷冻干燥完全的样品取出；（6）将样品置于水合肼蒸汽中还原24小时，冷却后取出，放入真空干燥箱中真空干燥24小时；本发明有利于提高石墨烯海绵的强度。