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氮掺杂还原氧化石墨烯的大规模制备及其四元氮增强型高性能光电探测
摘要： 我们在8英寸晶圆级尺度上展示了一种简单且可扩展的氮掺杂还原氧化石墨烯（N-rGO）光电探测器制备方法。通过乙炔-氨气氛围下的原位等离子体处理制备N-rGO，形成具有大量四配位氮取代石墨烯晶格的n型半导体。我们系统表征了N-rGO的形貌、结构、化学成分及电学特性，并据此制备器件。该器件采用非常规金属底层配置的简易金属-半导体-金属（MSM）结构以实现高性能光电探测。N-rGO器件在1.0V偏压下展现出高达0.68 A W?1的光响应度，较原始石墨烯提升约两个数量级，且在可见光至近红外（NIR）波段呈现宽带光致响应——对785nm、632.8nm和473nm激发波长表现出依次增强的灵敏度。我们还进一步证实了器件对任意位置局部激光激发的光致响应均具有对称特性。这种晶圆级N-rGO器件的优异性能为融合现有硅技术与二维材料开发未来光电器件提供了可行路径。
关键词： 光电探测器，等离子体处理，四元N掺杂，晶圆级制备，氮掺杂还原氧化石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于TiO2-NGO/Au@Pd异质纳米结构新型多重信号放大策略的无标记免疫传感器
摘要： 通过一种新型多信号放大系统，开发了一种用于定量检测人附睾特异性蛋白4抗原（HE4 Ag）的无标记电化学免疫传感器。该多信号放大系统由负载在氮掺杂还原氧化石墨烯功能化的二氧化钛纳米团簇（TiO2-NGO）上的双金属金@钯海胆状纳米颗粒（Au@Pd HSs）构成。Au@Pd HSs采用种子介导法制备，在金纳米棒（Au NRs）表面原位生长钯纳米臂，对过氧化氢（H2O2）还原具有良好的电催化性能和优异的生物相容性。具有高催化活性和大比表面积的TiO2-NGO通过水热法合成。以H2O2为电化学活性底物，基于TiO2-NGO/Au@Pd HSs异质纳米结构作为信号放大平台构建的无标记电化学免疫传感器，在检测HE4 Ag时表现出优异的选择性、重现性和稳定性。同时，该传感器线性范围为40 fM至60 nM，检测限为13.33 fM（信噪比S/N=3），表明该免疫传感器为HE4 Ag的临床检测提供了一种有前景的方法。
关键词： 金钯纳米颗粒、二氧化钛、无标记电化学免疫传感器、氮掺杂还原氧化石墨烯、人附睾蛋白4
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于自发生长强耦合MAPbBr3/N-rGO杂化材料的性能增强型光电探测器
摘要： 近期，金属卤化物钙钛矿已成为光电应用（如光电探测器）的候选材料。然而，其较差的器件性能和稳定性限制了未来的商业化应用。本文报道了一种简便溶液法制备钙钛矿/N-rGO杂化结构并应用于光电探测器的研究。在该杂化结构中，钙钛矿通过强氢键被N-rGO片层均匀包裹。强耦合的N-rGO既促进了钙钛矿晶体间的载流子传输，又通过扭曲钙钛矿表面晶格形成电荷转移势垒。我们优化了杂化结构中N-rGO的添加量以平衡界面结构畸变与晶间导电性。当钙钛矿与N-rGO重量比为8:1.5时，最优器件实现了高达3×10? A/W的光电响应、超过10?%的外量子效率(EQE)及1012 Jones的探测率。通过时间分辨光谱研究阐明了杂化结构中最佳N-rGO添加比例的内在机制，为未来应用提供了参考依据。
关键词： 氢键，钙钛矿/氮掺杂还原氧化石墨烯，杂化材料，光电探测器，时间分辨光谱学
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于染料敏化太阳能电池中三碘化物还原的WN/氮掺杂还原氧化石墨烯杂化材料
摘要： 在染料敏化太阳能电池（DSSCs）中，开发低成本、环保、具有优异催化活性、卓越导电性和良好稳定性的对电极（CE）催化剂，对推动DSSCs的商业应用至关重要。本研究通过水热法结合氮化处理合成了WN/氮掺杂还原氧化石墨烯复合材料（WN/NrGO），并将其作为催化I3?还原为I?的CE催化剂。将WN与氮掺杂还原氧化石墨烯（NrGO）复合形成WN/NrGO，能有效调控I3?还原的催化活性，加速界面电荷转移，从而充分发挥两者的协同效应。当WN/NrGO用作DSSCs的CE催化剂时，其光电转换效率（PCE）达到7.42%，与传统铂基DSSCs（7.71%）相当。同时，制备的WN/NrGO表现出比单一WN（6.19%）和NrGO（5.81%）更高的PCE。一系列电化学测试表明，WN/NrGO比单一WN和NrGO具有更高的催化活性和电荷转移能力，因此这种合成的低成本WN/NrGO有望作为有效CE催化剂替代贵金属铂。
关键词： 染料敏化太阳能电池，三碘离子还原，对电极，WN/氮掺杂还原氧化石墨烯
更新于2025-09-12 10:27:22