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氧化石墨烯与过渡金属二硫化物之间的二维肖特基结：光响应特性与电催化性能
摘要： 二维石墨烯是导体而非半导体。二维过渡金属二硫化物（TMD）是半导体而非导体。制备同时兼具石墨烯与TMD优势的二维复合材料已被证明具有挑战性。本研究合成了少层厚度的二维WS?/二维GO和二维MoS?/二维GO复合材料。电子结构显示该二维复合材料中存在高含量的Mo??3d?/?和W??4f?/?低结合能态，这归因于二维复合材料表面硫原子的部分缺失以及新形成的C-W-S和C-Mo-S杂原子键。研究建立了二维GO与二维TMD（二维G-T结）之间的肖特基结并表现出显著光电响应。这两种二维复合材料的优异电催化性能源于二维TMDs与二维GO之间的二维肖特基结。二维肖特基结（二维G-T结）中的层间电子耦合激活了二维TMDs或GO二维表面上的惰性位点?；诙琖S?/二维GO的染料敏化太阳能电池（DSCs）在标准太阳光照强度（AM1.5，100 mW cm?2）下的功率转换效率达9.54%，这是无铂对电极DSCs报道的最高效率之一。最后，二维WS?/二维GO复合材料作为DSCs对电极展现出卓越稳定性。
关键词： 光响应、层间电子耦合、二维材料、电催化剂、石墨烯、过渡金属二硫化物、肖特基结
更新于2025-09-23 15:23:52
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退润湿钴基底上应变石墨烯的拉曼分析
摘要： 石墨烯通过在烃类前驱体等温暴露阶段的碳原子扩散生长于钴表面，随后在冷却过程中析出。这种主要应用于镍催化剂的方法虽能生成连续但非均匀的石墨烯层，且单层与多层石墨烯区域共存。借助对仍附着于催化剂的石墨烯进行拉曼成像分析，我们得以探究声子模式畸变（相对于经典单层材料特征）的可能成因，综合考虑了光学效应、掺杂、多层岛状结构及应变等因素。研究表明，某些各向同性观测结果可解释为金属间断处叠加单轴分量的应变所致，并推测该应变源于石墨烯与钴热膨胀系数的差异。本文证实：在高碳溶解度催化剂上生长的石墨烯不均匀性，并非总与过量析出直接相关。原位石墨烯中应变的发现，为通过生长过程中的应变工程直接调控电子态密度提供了可能。
关键词： 应变、石墨烯、显微拉曼、钴、化学气相沉积
更新于2025-09-23 15:23:52
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具有Gr/AgNW薄膜上电镀Fe-C涂层的超灵敏LPFG腐蚀传感器
摘要： 本文首次报道了一种超灵敏的Fe-C包覆长周期光纤光栅（LPFG）腐蚀传感器，该传感器以石墨烯（Gr）和银纳米线（AgNW）复合材料作为Fe-C电镀的导电薄膜。将Gr/AgNW复合材料生长在铜箔上，经湿法转移后，在常压加热条件下贴合于光纤传感器曲面。作为对比，另制备了以银纳米墨水为导电薄膜的Fe-C包覆LPFG传感器。两种传感器均在3.5 wt.% NaCl溶液中测试72小时，同步测量传输光谱与电化学阻抗谱。由于具有高光学透明性，Gr/AgNW复合材料使Fe-C包覆LPFG传感器的波长灵敏度提升超过90%，使用寿命延长逾110%。银膜对LPFG传感器周围消逝场的影响有效深度为23.6微米，而Gr/AgNW膜的影响深度超过30微米。
关键词： 长周期光纤光栅、银纳米线、腐蚀传感器、铁碳涂层、石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过还原氧化石墨烯沉积和紫外辐照提升基于ZnO纳米棒的酶葡萄糖传感器性能
摘要： 本文报道了通过在氧化锌（ZnO）纳米棒与氧化铟锡（ITO）电极之间引入还原氧化石墨烯（rGO）并进行紫外光照射刺激，显著提升了基于ZnO纳米棒的酶促葡萄糖传感器性能。电化学表征表明，rGO不仅促进了电子通过ZnO纳米棒向ITO电极的转移，还抑制了光生电子-空穴对的快速复合。紫外光照射激发ZnO纳米棒价带中的空穴，这些作为氧化剂的空穴增强了葡萄糖氧化酶（GOx）对葡萄糖的催化活性。rGO使该葡萄糖传感器的灵敏度提升至1.6倍，检测限降低至2.3倍；结合rGO与紫外光照射后，灵敏度进一步增至1.7倍，检测限再降2倍。此外，所制备的葡萄糖传感器对尿素、尿酸和抗坏血酸表现出优异的选择性，能可靠测定血清样本中的葡萄糖浓度。该研究结果有望提升其他酶生物传感器的性能。
关键词： 葡萄糖传感器、氧化锌纳米棒、紫外辐照、石墨烯、电化学测试
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于BiOI和石墨烯纳米复合材料的氯霉素阴极光伏伏安传感器
摘要： 采用p型半导体碘氧化铋(BiOI)与石墨烯(G)复合制备的可见光激活光阴极，研究了氯霉素(CAP)的光伏伏安行为。结果表明，在光照条件下，由于BiOI-G光阴极对CAP的光电催化还原作用，CAP的伏安还原峰电流增至极限平台，使阴极光伏伏安曲线呈现S形特征。系统考察了BiOI-G复合材料中石墨烯含量、扫描速率及光照强度对CAP光伏伏安行为的影响?；诟肂iOI-G电极构建了CAP阴极光伏伏安传感器，在0.5-50 μmol L-1浓度范围内呈现线性响应，检测限(3S/N)为0.14 μmol L-1。该传感器具有良好的重现性和稳定性，通过测定滴眼液和环境水样中的CAP验证了其适用性。
关键词： 光伏伏安法、光电化学传感器、氯霉素、碘氧化铋、石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于传感器应用的白石墨烯物理特性分析与建模
摘要： 白石墨烯作为一种二维材料，具有由硼和氮原子构成的蜂窝状晶格。其力学性能与石墨烯相似，但由于存在约5.5电子伏特的大带隙，电学特性截然不同。此外，弛豫时间对其性能起关键作用，直接影响该材料中的电子转移速度。白石墨烯属于绝缘体，但其介电极化不依赖电场，且任何外应力都无法改变弛豫的线性响应。本研究对白石墨烯的若干物理特性及其弛豫时间进行了探究与建模，最终获得了可接受的研究结果，为未来传感器应用中以单层白石墨烯替代二氧化硅作为绝缘材料带来了新希望。
关键词： 蜂窝晶格、石墨烯、带隙、二维材料、白石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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功能化单原子嵌入双层石墨烯与六方氮化硼
摘要： 基于第一性原理计算，提出了单原子嵌入双层石墨烯和二维六方氮化硼的方案。研究特别将68种不同单原子分别嵌入双层石墨烯与氮化硼中，发现掺杂元素的种类会导致磁矩和带隙呈现差异化表现，由此可形成磁体、导体、半导体或绝缘体。该研究原则上能够调控双层石墨烯与氮化硼的电子结构与几何特性，从而拓展二维材料的功能化设计与应用可能。
关键词： 单原子、氮化硼、带隙、石墨烯、功能化石墨烯、磁矩
更新于2025-09-23 15:23:52
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钯硅化物非晶薄膜上单取向石墨烯的毫米级生长
摘要： 凝聚态物理和材料科学界普遍认为，在非晶衬底上无法生长单取向外延层，因为无序衬底会使籽晶取向随机化，最终形成多晶颗粒。对于石墨烯等二维材料而言，在非晶衬底上实现单取向材料的大规模生长仍是未解难题。我们通过实验证明：当均匀取向的石墨烯籽晶（通过外延生长获得）存在时，能在非晶薄膜硅化钯衬底上生长出毫米级（3×4 mm2）单取向石墨烯。这种非晶硅化钯薄膜通过增强碳原子在衬底内部及表面的扩散迁移能力，促进了石墨烯的单取向生长。与之形成鲜明对比的是，若无均匀取向籽晶，非晶衬底将导致多晶石墨烯颗粒的形成。这种基于均匀取向籽晶的毫米级单取向生长技术可推广至其他非晶衬底体系。
关键词： 碳化硅、非晶衬底、单取向、石墨烯、硅化钯
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过彩虹散射研究石墨烯的热运动
摘要： 利用透射质子的角分布研究了石墨烯原子的热运动。通过应用Doyle-Turner质子-碳相互作用势表达式构建了静态质子-石墨烯相互作用势，并通过对原子位移分布求平均将原子热运动效应纳入其中。根据德拜理论建立石墨烯位移的协方差矩阵模型，并采用分子动力学方法进行计算。利用质子轨迹构建角产额分布，发现存在被称为"彩虹线"的特殊路径（该路径上角产额极高），并详细考察了这些彩虹线随样品取向变化的情况。进一步研究发现：对于经历与构成石墨烯六边形碳原子远距离碰撞的质子所产生的彩虹线，原子热运动影响可忽略；而近距碰撞产生的彩虹线可用椭圆描述，其参数对协方差矩阵结构极为敏感。当原子呈现完全各向异性关联运动时，本研究开发了从相应彩虹图案中提取协方差矩阵的通用数值算法。
关键词： 热运动、石墨烯纳米带、分子动力学、石墨烯、彩虹散射
更新于2025-09-23 15:23:52
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超声辅助氮硼共掺杂氧化石墨烯用于高效氧还原反应
摘要： 开发天然丰度高、成本低且节能的氧还原反应（ORR）电催化剂对燃料电池商业化至关重要。本工作报道了通过简易超声辅助法合成氮硼共掺杂氧化石墨烯（NB/GO），并证明其作为高效ORR催化剂的应用——在0.1 M KOH中主要实现O?向OH?的4电子还原。相较于单一掺杂B或N的氧化石墨烯，双掺杂B与N的协同作用使该材料展现出更优异的ORR电催化性能。通过调控超声条件可灵活调节N/B掺杂剂的含量与构型，从而精准调控ORR活性。此外，这种新型无金属NB/GO催化剂相比现有Pt/C催化剂表现出卓越的长期稳定性和抗甲醇中毒能力。
关键词： 氧还原反应，石墨烯，掺杂，电催化
更新于2025-09-23 15:23:52