研究目的
研究经激光烧蚀处理的石墨粉末和还原氧化石墨烯(rGO)的超快光学响应,旨在未来应用于光开关领域。
研究成果
石墨和还原氧化石墨烯(rGO)表现出超快的激发与弛豫特性,其载流子弛豫过程发生在260至309飞秒之间,这使其适用于未来的光开关应用。尽管rGO具有更高的吸收强度,但石墨是此类应用中更廉价的替代材料。
研究不足
该研究聚焦于石墨和还原氧化石墨烯的光学开关行为,但未探究与石墨复合以增强三重态-三重态湮灭强度的材料,这可能是未来研究的潜在方向。
1:实验设计与方法选择:
采用激光烧蚀石墨,并通过XRD、拉曼光谱、SEM和紫外-可见光谱进行表征。通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯(rGO),并采用热还原法还原。利用超快可见光泵浦/近红外探测飞秒瞬态吸收光谱研究载流子弛豫动力学。
2:样品选择与数据来源:
石墨粉(粒径>20 μm)及制备rGO的化学试剂购自Sigma-Aldrich。
3:实验设备与材料清单:
用于烧蚀的Nd:YAG激光器、吸收光谱仪(JASCO V-670)、扫描电镜(日立S-4700)、拉曼显微镜(Horiba)、X射线衍射仪(布鲁克AXSD-8 Advance)、配备再生放大器的飞秒钛宝石激光器(Spectra Physics Hurricane)。
4:0)、扫描电镜(日立S-4700)、拉曼显微镜(Horiba)、X射线衍射仪(布鲁克AXSD-8 Advance)、配备再生放大器的飞秒钛宝石激光器(Spectra Physics Hurricane)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:石墨激光烧蚀、氧化石墨烯制备及热还原为rGO、通过XRD、拉曼、SEM、紫外-可见光谱及瞬态吸收光谱表征。
5:数据分析方法:
TA强度以%Abs. = 100(R0-R)/R0计算,其中R0和R分别表示无激发和有激发时的漫反射探测光强度。
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获取完整内容-
Absorption spectrometer
V-670
JASCO
Used to obtain UV–vis absorption spectra of graphite and rGO.
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SEM
S-4700
Hitachi
Used to observe the morphology of laser ablated graphite powder.
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Nd:YAG laser
Quanta-Ray
Spectra Physics
Used for laser ablation of graphite powder.
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Raman microscope
LabRAM HR evolution
Horiba
Used for Raman spectroscopy analysis.
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X-ray diffractometer
D-8 Advance
Bruker AXS
Used for X-ray diffraction analysis of graphite powders.
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Femtosecond titanium sapphire laser with a regenerative amplifier
Hurricane
Spectra Physics
Used as the light source for transient absorption spectroscopy.
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