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扶手椅型石墨烷、氟代石墨烯、氟代石墨烷/石墨烯异质结构纳米带（H和F原子封端）的结构、电子及输运性质的第一性原理研究
摘要： 我们采用基于密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）的量子输运计算方法，研究了由扶手椅型石墨烯纳米带中间部分替换为石墨烷（氟化石墨烷）纳米带或氟代石墨烷纳米带所构建的H/F原子封端扶手椅型石墨烯异质结纳米带的结构、电子及输运特性。结构稳定性计算表明：中间纳米带越宽的杂化体系稳定性越高。所有杂化体系均为具有不同直接带隙的半导体，其带隙值随边缘钝化方式和纳米带宽度的变化而改变。特别值得注意的是，杂化体系费米能级附近的能带结构主要由边缘部分的石墨烯纳米带区段决定。对AG5/GA1/G5NR体系计算的I-V曲线显示：电流在较小偏压范围（0.2 V–0.6 V）内快速上升，但在0.6至2.0 V电压区间呈现饱和状态。这些结果可为开发基于石墨烯纳米带的半导体和气体传感器提供参考。
关键词： 异质结构、石墨烯纳米带、氟代石墨烷、石墨烷、氟代石墨烯
更新于2025-09-23 15:22:29
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光寻址电位传感器中的氟代石墨烯传感膜
摘要： 研究了一种用于光寻址电位传感器（LAPS）的氮化硅（Si3N4）基底氟化石墨烯传感膜。通过低压化学气相沉积（LPCVD）生长的三层单层石墨烯经滤光片屏蔽CF4等离子体处理后转移堆叠于Si3N4 LAPS表面。拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）及接触角测量证实三层石墨烯发生明确氟化。该氟化石墨烯传感膜的pH灵敏度为56.8 mV/pH，线性度达99.4%，漂移系数和迟滞效应分别为2.6 mV/h与2.9 mV，其传感性能与Si3N4传感膜相当。氟化石墨烯传感膜的光电流-栅压特性呈现显著负偏移，这源于碳-氟键偶极效应导致功函数升高。通过X-Y载物台扫描控制与LAPS测量系统，在相同表面集成氟化石墨烯与Si3N4传感膜的样品上获取pH 7缓冲溶液的二维光电流图像，适当栅压下静态二维pH图像中两者的高低光电流可清晰区分。实验证明氟化石墨烯是理想的pH传感膜材料，建议未来针对生物医学靶标开展表面固定化研究。
关键词： 氟代石墨烯、LAPS、pH值、等离子体处理
更新于2025-09-23 20:46:30