外电场控制氧化石墨烯的吸收特性

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1、外电场控制氧化石墨烯的吸收特性摘要木文致力于探索研宄氧化石墨烯在外加电场的操控下，发现其吸收特性随电场调制改变。我们分别用三角波调制电场测量在不同电压T氧化石墨烯团簇分子的吸收特性变化，并加恒定电场对氧化石墨烯什层整体结构吸收强度进行测量，发现氧化石墨烯片层上不同的团簇分子区域的吸收特性对电场相应不尽相同。测量氧化石墨烯拉曼光谱的D带和G带强弱比例对理解这一现象有很大帮助。电场改变氧化石墨烯团簇分子结构构型，并且这种改变是可恢复的。关键词：氧化石墨烯；外场；吸收特性；拉曼光谱AbstractThispaperisdedicatedtostudythatgra

2、pheneoxideunderthecontrolofappliedelectricfield，andwenoticethattheabsorptioncharacteristicswillchangewithelectricfieldmodulation.Weweremeasuredwithtriangularwavemodulatedelectricfieldunderdifferentvoltagegrapheneoxideclustersmolecularabsorptioncharacteristicsofthechange，andaddacons

3、tantelectricfieldonthegrapheneoxidelayerstructureabsorptionintensitymeasurements,foundthatgrapheneoxidelayersondifferentclusterstheabsorptioncharacteristicsoftheelectricfieldofmolecularareavaryaccordingly.MeasurementofgrapheneoxideRamanspectraofDbandandGbandintensityratioareofgreat

4、helpinunderstandingthephenomenon.Electricfieldaltersthemolecularstructureofgrapheneoxideclustersconfiguration,andthischangeisrecoverable.Keywords:grapheneoxide;Field;Theabsorptioncharacteristics;Ramanspectroscopy第一章前言碳元素，作为地球上含量最丰富的元素之一，一直以来，都是各界争相研宂的课题。经过大量的研究，人们不仅发现了碳元素在生物、化学、物理、

5、医学界等各方面宏观的重要应用潜能，更是将研究深入到微观世界。众所周知，碳具有多种同素异形体，常见的有金刚石、石墨、c6Q（也称足球稀或富勒烯）等。而异形体的各项特性往往因其结构异形而有很大不同。例如，我们己知石墨是一种薄的sp2杂化片层结构，而金刚石的叩3杂化结构则是目前已知物质最坚固的一种等［1］。自富勒烯［2］和碳纳米管［3］的相继发现，使人们更加认识到碳元素材料的多样性。2004年，石墨烯的成功制备［4］,乂一次成为碳元素材料研究与认识的里程碑。它的发现者Geim教授和Novoselov还因此获得了2010年的诺贝尔物理学奖［5,6］。氧化石墨烯是伴随

6、着石墨烯的发现而发展起來的，因为它具有与石墨烯类似的二维结构,是石墨烯的一种衍生物，由于各种含氧官能团的加入，使得氧化石墨烯具有许多独特的物理特性值得我们去研究。同吋氧化石墨烯作为石墨烯制备前身，因其廉价且高效而广受好评。随着纳米材料的发展，人们试图从一个新的角度去研究这种物质，使这种材料更能丰富我们的世界。本章将涵盖以下三方面内容：（1）石墨烯；（2）氧化石墨烯；（3）氧化石墨烯的研宂进展。并结合本小组的研宂内容对其目的、意义等进行探讨。1.1氧化石墨烯1.1.1石墨烯一、石墨烯的结构石墨烯可以看作石墨的单片层结构（图1.1）［7】，其理论厚度为0.35n

7、m,碳原子之间成六角环形排列，且每个碳原子都是通过《键來与其他三个碳原子进行紧密相连，其中，C-C键使得石墨烯具有良好的力学性质。碳原子本身拥有四个价电子，每一个碳原子都贡献出了一个未成键的it电子，it电子则可在晶体屮自由移动，从而使得石墨烯具有良好的导电性。一直以来，大多数物理学家认为单层的石墨烯由于热力学的涨落而不可能存在于有限温度下。而在2004年，Novoselovp】小组第一次成功的获得了单层石墨烯材料，验证了二维晶体也可以在大气环境里稳定存在。透射电子显微镜（TEM）研究表明，悬浮的石墨烯片层的表面存在着起伏与褶皱。这些褶皱使得石墨烯边缘上的悬

8、挂键能够与其他的碳原子结合，这样来就降低了体系的能量