The Electrical Property of Large Few Layer Graphene Flakes Obtained by Microwaves Assisted Exfoliation of Expanded Graphite
采用$μ$ -波辅助膨胀石墨在甲苯中的剥离反应合成了少层石墨烯（FLG）。7%到20%。膨胀石墨和甲苯对$μ$ -波的吸收有显著差异，可快速加热介质。FLG片的数量从3到12变化，而片的横向尺寸超过几个$μ$ ms。所获得的FLG表现出非常低的电阻，平均值为1.6 k $Ω$（最小值为500 $Ω$），这与通过CVD方法合成的高质量石墨烯的电阻相当，并且低于剥离的石墨烯的数量。
2022-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of the ferromagnetic order of graphite after sulphuric acid treatment
研究了石墨粉和石墨片经稀硫酸处理后铁磁性的变化。我们表明，这种酸处理大大提高了原始石墨微米级粉末的铁磁性，以及在石墨片。在300 K下，在微米尺寸的薄石墨片中测得的各向异性磁电阻（AMR）幅度在酸处理后达到与多晶钴相当的值。
2011-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of thermal annealing on the heat transfer properties of reduced graphite oxide flakes: a nanoscale characterization via scanning thermal microscopy
本文报道了用扫描热显微镜（SThM）研究还原氧化石墨（RGO）薄片的热性质。这种技术被证明允许热表征的薄片与几十纳米的顺序的空间分辨率，同时记录纳米级的形貌。通过SThM分析几个单独的RGO薄片，这两者都是在常规热还原之后和随后在1700°C下退火之后获得的。原始和退火薄片之间的热图中观察到显着差异，反映退火RGO薄片与原始的相比更高的散热。这一结果与RGO结构缺陷的减少有关。特别是，通过X射线光电子和拉曼光谱证明了退火后氧化基团和sp3碳的大量减少，而通过X射线衍射证明了结晶顺序的增加，在沿着和垂直于石墨烯平面的较高相关长度方面。本文提出的结果为石墨烯相关材料的缺陷与其热导率之间的定性相关性提供了实验证据，这对于将这些材料开发成导热纳米复合材料显然至关重要。
2016-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of Self-retracting motion of graphite micro-flakes
剪切的微观石墨台面自发地缩回以最小化界面能。使用光学刀口技术，我们报告比较测量的速度，这样的自回缩运动（SRM）在空气和低真空（约1帕）。研究发现，SRM在室温和高温（150 ℃以上）两种环境下的回缩速度Vm几乎相同。我们还提取了SRM的加速度，并发现了一些典型的行为。在高速范围内（高于5 m/s），加速度随SRM速度的对数线性减小。我们把这种现象归因于SRM中的热激活滑动过程。在低速区域（在0.1 m/s和1 m/s之间），加速度随着SRM速度的对数线性增加。
2013-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Static charging of graphene and graphite slabs
采用第一性原理计算研究了石墨烯及其薄片的静电荷效应。虽然带负电荷的石墨烯的费米能级上升，然后被抛物线状的、几乎自由电子状的带快速钉扎，但是它通过从石墨烯移除电子而容易地向下移动。过剩电荷主要聚集在石墨板的两个表面。更值得注意的是，库仑排斥使石墨烯层从带正电的石墨板的两个表面剥离。吸附到石墨烯薄片上的特定吸附原子的能级结构、结合能和自旋极化可以通过充电来监测。
2011-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thermal conductivity of mass-graded graphene flakes
本文采用非平衡分子动力学模拟研究了质量梯度石墨烯片的热传导。研究发现，质量梯度石墨烯片在热传导过程中没有表现出热整流效应。研究了导热系数与热流密度和质量梯度的关系，证实了结果的普遍性，并讨论了导致热整流效应消失的机理。
2011-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
WS2-graphite dual-ion battery
将传统石墨负极和高容量的少层WS 2鳞片负极结合在一起，研制了一种新型WS 2-石墨双离子电池。WS 2薄片通过利用湿喷射研磨（WJM）剥离来生产，其允许在分散体中大量生产少层WS 2薄片，剥离产率为100%。WS 2-阳极使得基于六氟磷酸盐（PF 6-）和锂（Li+）离子的DIB能够在0.1、0.2、0.3、0.4、0.8和1.0 A g-1的电流率下分别实现457、438、421、403、295和169 mAh g-1的充电比容量，优于常规DIB。基于WS 2的DIB在0至4 V电池电压范围内工作，从而扩展了传统基于WS 2的锂离子电池（LIB）的工作电压窗口。这些结果表明，开发WS 2和可能的其他过渡金属二硫属化物（TMD），用于开发下一代储能设备的新途径。
2019-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Self-Retracting Motion of Graphite Microflakes
我们报告观察到一种新的现象，石墨的自收缩运动，其中微小的石墨片，在被移位到各种悬浮位置后，从高度定向的热解石墨的岛屿，在没有外部影响的情况下回缩到岛屿上。我们反复探测和观察这种不同尺寸的薄片表明存在临界尺寸的薄片，大约35微米，在该临界尺寸以上，在操作下不会发生自缩回运动。这有助于解释石墨的自收缩运动尚未被报道的事实，因为天然石墨的样品通常大于该临界尺寸。事实上，在任何种类的单晶的文献中都没有发现这种现象的报道。一个模型，包括静态和动态剪切强度，范德华力的相互作用，和边缘悬挂键相互作用的影响，被用来解释所观察到的现象。这些发现可能有助于创造具有从兆赫兹到千兆赫兹的广泛机械工作频率的纳米机电系统。
2007-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Anomalies in thickness measurements of graphene and few layer graphite crystals by tapping mode atomic force microscopy
轻敲（间歇接触）模式下的原子力显微镜（AFM）是测量氧化硅表面上的石墨烯和少层石墨烯（FLG）薄片的厚度的常用工具。这是一个方便的工具，以快速确定个别FLG膜的厚度。然而，来自文献的报告显示石墨烯层的测量厚度的大的变化。本文重点研究了轻敲模式原子力显微镜（TAFM）测量石墨烯和FLG厚度时的成像机制，并指出在一定的测量参数下，FLG薄片的测量厚度会出现显著的偏差。当使用不适当选择范围的自由振幅值的轻敲悬臂梁时，可以观察到FLG微晶的测量高度增加多达1nm。我们目前比较拉曼光谱和TAFM测量选定的单层和多层石墨烯薄膜，基于此，我们建议如何正确测量石墨烯和FLG厚度使用TAFM。
2008-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heat conduction in graphene flakes with inhomogeneous mass interface
利用非平衡分子动力学模拟，研究了由两个区域组成的石墨烯薄片中的热传导。一个区域是质量加载的，另一个是完整的。结果表明，两个区域之间的物质界面大大降低了导热系数，但不会产生热整流效应。研究了导热系数随热流密度和质量差比的变化关系，验证了结果的通用性。研究了孤子的界面散射，解释了没有整流效应的原因。
2011-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Conductivity of Graphene Laminate: Making Plastic Thermally Conductive
我们研究了沉积在聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底上的石墨烯层压膜的热导率。研究了两种类型的石墨烯层压材料-沉积和压缩-以确定影响热传导最多的物理参数。使用光热拉曼技术和一组石墨烯层压体厚度为9至44微米的悬浮样品进行测量。发现石墨烯层压体的热导率在室温下在40 W/mK至90 W/mK的范围内。出乎意料地发现，石墨烯薄片的平均尺寸和排列是比石墨烯层压体的质量密度更重要的限定热传导的参数。在未压缩和压缩的层压板中，热导率随平均石墨烯片尺寸线性增加。由于更好的薄片对齐，对于相同的平均薄片尺寸，压缩的层压板具有更高的导热率。通过用薄石墨烯层压膜涂覆塑料材料，塑料材料的热导率提高高达600倍的可能性具有重要的实际意义。
2014-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Third harmonic generation in graphene and few-layer graphite films
我们观察到光学三次谐波产生从石墨烯和剥离产生的少层石墨薄片。发射与入射近红外飞秒脉冲的强度的立方成比例，并且具有为入射波长的三分之一的波长，这两者都与三次谐波产生一致。我们提取了石墨烯的有效三阶磁化率，其为1 e-16平方米/平方伏的量级，这与共振激发的材料相当，但大于在基波和三次谐波波长处透明的材料。通过测量一组具有不同原子层数的薄片，我们发现发射与原子层数的平方成比例，这表明石墨烯的磁化率与层数无关，至少对于几层来说。
2013-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Solid lubrication by wet-transferred solution-processed graphene flakes: dissipation mechanisms and superlubricity in mesoscale contacts
本研究利用胶体探针原子力显微镜探讨溶液处理石墨烯片在介观接触中的摩擦性能，发现湿转移形成非均匀涂层导致黏滑耗散，并基于热激活Prandtl-Tomlinson模型全面解释了不同材料基底和滑动状态下的摩擦实验。
2023-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical studies of spin-dependent electronic transport in ferromagnetically contacted graphene flakes
基于紧束缚模型和递归格林函数技术，研究了微小石墨烯片（片）中自旋相关的弹道输运。主要的兴趣集中在：电导率，巨磁电阻（GMR）和散粒噪声。结果表明，当石墨烯片夹在两个铁磁电极之间时，所得的GMR系数可能是相当显着的。这种说法适用于锯齿形和扶手椅手性，以及不同的纵横比（宽度/长度）。值得注意的是，在绝对值上，扶手椅边缘石墨烯薄片的GMR系统地大于对应于扶手椅边缘石墨烯薄片的GMR。这一发现是由于不同程度的导电通道混合的两个手性的问题。它还表明，对于大的纵横比薄片，三维端部接触的引线，非常像侵入性接触，导致电导率和Fano因子的非通用行为。
2009-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon hydrodynamics and ultrahigh-room-temperature thermal conductivity in thin graphite
碳的同素异形体，如金刚石和石墨烯，是最好的热导体。我们监测薄石墨的热导率的演变作为温度和厚度的函数，并发现高电导率，厚度和声子流体力学之间的密切联系。8.5微米厚的石墨在室温下的面内热导率为4300瓦/米-开尔文--这个值远高于金刚石，略高于同位素纯化的石墨烯。升温增强了在很宽的温度范围内的热扩散率，支持部分流体动力学声子流。我们观察到的热导率的增强与厚度的减小指向声子的面外动量和动量弛豫碰撞的分数之间的相关性。我们认为，这是由于极端的声子色散各向异性石墨。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Raman fingerprint of rhombohedral graphite
具有菱面体堆叠的多层石墨烯是一种有前途的碳相，由于在费米能级处出现平坦表面带，可能显示出相关状态，如磁性或超导性。最近，厚度高达17层的薄片暂时归因于ABC序列，尽管菱形多层石墨烯的拉曼指纹目前尚不清楚，Bernal石墨的2D共振拉曼光谱也不清楚。我们提供了第一原理描述的二维拉曼峰在三层和四层石墨烯（所有堆叠），以及在贝尔纳尔，菱面体和交替的贝尔纳尔和菱面体石墨。我们给出了识别ABC多层石墨烯的长程序列的实用处方。本工作为菱面体石墨的实验无损鉴定和合成奠定了基础。
2017-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystallographic orientation errors in mechanical exfoliation
我们评估了机械剥离的范德瓦尔斯材料的结晶取向所产生的薄片的效果。薄片起源于一个单晶的石墨，其取向确认使用STM，使用小平面取向和电子背散射衍射（EBSD）进行了研究。虽然小平面在单轮剥离（$ σ\approx 5^o $）后显示出宽的角度分布，但EBSD显示真实的晶体学取向分布更窄（$ σ\approx 1.5^o $），并且小平面具有与真实取向的近似误差。此外，我们还发现石墨断口大多数是沿扶手椅线断裂，解理过程导致锯齿线部分的增加。我们的研究结果放置值的剥离过程中的一个单一的一轮所造成的旋转，并建议，当1-2度的精度是必要的，薄片的取向可以衡量的宏观单晶体的取向，它是剥离。
2020-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long Phonon Mean Free Paths Observed in Cross-plane Thermal-Conductivity Measurements of Exfoliated Hexagonal Boron Nitride
本文测量剥离 hBN 薄片的跨面热导率，发现其在 7–585 nm 间随厚度增加四十倍，并通过扭转界面实验证明长 MFP 声子及边界散射的关键作用。
2021-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature activation of electrical conductivity and self-healing in silicone rubber/graphite nanoplatelets composites
报道了具有温度激活导电性和自修复能力的硅橡胶纳米复合材料的研制。采用液相共混法制备了纳米石墨片（GNP）填充硅橡胶（SR）。随着温度的升高，SR/GNP复合材料的电导率从绝缘状态向导电状态转变。SR/GNP复合材料可以通过简单的热退火来愈合。
2015-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Thermal and Magnetic Properties of Nanostructured Ferrimagnetic Composites with Graphene - Graphite Fillers
我们报告的热性能和磁性能的纳米结构的亚铁磁性氧化铁复合材料与石墨烯和石墨填料通过电流激活的压力辅助致密化合成的实验研究结果。热导率的测量使用激光闪光和瞬态平面源技术。证明了添加5 wt. %的石墨烯和石墨薄片的相等混合物与复合材料的混合导致热导率的x2.6倍增强，而饱和磁化强度没有显著降低。显微镜和光谱表征表明，sp2碳填料在复合材料加工过程中保持其晶体结构和形态。热导率的大幅增加归因于石墨烯和石墨优异的声子导热性能。研究结果对纳米结构永磁体的能源和电子应用具有重要意义。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molybdenum Disulphide Nanoflakes Grown by Chemical Vapour Deposition on Graphite: Nucleation, Orientation, and Charge Transfer
化学气相沉积法在石墨烯上生长的二维二硫化钼是一种在光电子学和催化领域有应用前景的范德华体系。为了扩展对二硫化钼在石墨烯上的生长和固有性质的基本理解，二硫化钼在高度取向的热解石墨上是合适的模型系统。在这里，我们表明，实验和密度泛函理论计算，二硫化钼薄片生长在两个方向。其中一个方向在能量上是优选的，另一个方向旋转30度。由于我们的计算证实的高能量势垒的两个方向是稳定的，在室温下，它们的开关只能被迫由外部刺激，即通过扫描隧道显微镜尖端。结合开尔文探针显微镜和拉曼光谱测量表明，具有几百纳米的典型尺寸的薄片比经常研究的剥离的二硫化钼单层掺杂少。
2019-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Cyclotron resonance and Faraday rotation in graphite
本文对量子化磁场中石墨的光学电导率进行了分析计算，频率范围为10- 300 meV，其中电子弛豫过程可以忽略，狄拉克线处的低能激发更为重要。用石墨中的电子跃迁解释了电导率峰。每一个石墨层计算的电导率平均倾向于石墨烯的通用电导率，而频率大于朗道间距。在强磁场中掺杂可以实现（半）金属-绝缘体转变。
2011-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Layered Dynamical Conductivity for a Transfer Matrix Method -- Application to an N-layer Graphene
我们计算了一个$N$层石墨烯的光学性质，制定了每一层的动态电导率。这是当电磁场局限于特定层时的电导率，并且与假设所有层中的均匀场计算的标准电导率不同。通过将这些电导率与传输矩阵方法相结合，我们考虑了由内反射引起的电磁场的空间变化。从两个电导率获得的结果表明，在任何$N$下，源自层间电子相互作用的类似峰结构出现在$N$层石墨烯的反射率中。该峰是AB堆积所固有的，对于AA堆积看不到，并且对应于足够大的$N$的峰被认为是对于天然石墨观察到的峰。对现有的高取向热解石墨和天然石墨高压实验结果进行了物理解释。虽然一个分层的导电性低估了石墨在低于峰值的光子能量的反射率，我们将表明，这种分歧是由于层间相互作用引起的非局部导电性。分层导电性的计算是有用的，在知道当地的光响应，并可以进一步验证通过层间电子相互作用的校正，我们最近发现的通用层数的观察。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependent Mean Free Path Spectra of Thermal Phonons Along the c-axis of Graphite
由于石墨具有极大的热各向异性，人们对石墨的热传导研究已有几十年的历史。虽然沿面内和跨面方向的体热导率是众所周知的，但人们对负责热传导的热声子的微观特性知之甚少。特别是，最近的实验和计算工作表明，沿c轴的平均声子平均自由程（MFP）是相当大的比由动力学理论估计，但MFP的分布仍然未知。在这里，我们报告的第一个定量测量的c-轴声子MFP光谱在石墨在各种温度下使用时域热反射测量的石墨薄片与可变厚度。我们的研究结果表明，c-轴声子MFP在室温下有几百纳米的值和一个更窄的分布比在各向同性晶体。在低温下，声子散射主要由分离不同旋转取向的结晶区域的晶界决定。我们的研究提供了重要的新的见解热输运和声子散射机制在石墨和其他各向异性范德华固体。
2015-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Conductivity Upturn of HOPG Contrast to Transport Properties of Polycrystal Graphite
研究了高取向热解石墨和多晶石墨的输运性质。HOPG的电导率是多晶石墨的几倍。在0、4、8、12 T磁场作用下，多晶石墨在较宽的温度范围内（约20 ~ 120 K）表现出一致的类磁阻特性，同时具有较大的磁阻效应，而磁场诱导的类金属-半导体相变仅在HOPG中出现。输运性质的差异源于HOPG石墨层中准粒子的库仑相互作用，而多晶石墨层中则是晶界散射。
2008-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Nanomechanical properties of few-layer graphene membranes
我们已经测量了几层石墨烯和悬浮在圆孔上的石墨薄片的机械性能。用原子力显微镜测量了薄片的弹性常数的空间分布。通过对数据拟合连续模型来提取膜的弯曲刚度和张力。对于低至八个石墨烯层的薄片，两个参数都显示出强烈的厚度依赖性。我们预测这些纳米鼓的基本共振频率在GHz范围内的基础上测得的弯曲刚度和张力。
2008-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large enhancement in thermal conductivity of solvent cast expanded-graphite/polyetherimide composites
我们在这项工作中证明，膨胀石墨（EG）可以导致通过溶剂浇铸技术制备的聚醚酰亚胺-石墨烯和环氧-石墨烯纳米复合材料的热导率非常大的增强。对于10重量%的组合物样品，实现了6.56 Wm-1 K-1的k值，表示比原始聚醚酰亚胺（k ~ 0.23 Wm-1 K-1）提高了~2770%。导热性的这种非凡增强被示出是由于在长的长度尺度上的连续石墨烯片的网络，由于石墨烯片在这种结处共价键合，导致弯曲/转弯处的低接触热阻。溶剂浇铸提供了在复合材料中保留膨胀石墨的多孔结构的优点，从而产生石墨烯和聚合物的上述高导热互穿网络。由于所涉及的力最小，溶剂浇铸也不会破坏膨胀石墨颗粒，从而允许在长的长度尺度上进行有效的热传递，进一步增强整体复合材料的热导率。与最近推出的有效介质模型的比较显示了一个非常高的预测值颗粒-颗粒界面电导，膨胀石墨复合材料的有效界面热传输提供了证据。使用场发射环境扫描电子显微镜（FE-ESEM）来提供对膨胀石墨复合材料中的互穿石墨烯-聚合物结构的详细理解。这些结果为实现高导热性聚合物复合材料开辟了新的途径。
2022-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Thermally expanded graphite polyetherimide composite with superior electrical and thermal conductivity
热膨胀石墨（EG）聚合物复合材料具有成本低、电性能和热性能优异等优点，在现代热电子工业中具有很大的应用潜力。在这项研究中，我们报告了膨胀石墨聚醚酰亚胺（EG/PEID）复合材料已通过简单的溶液混合技术，增强低成本的EG填料到主体聚合物基体，聚醚酰亚胺（PEID）。该技术能够将3D石墨填料包含到聚合物基体中，保留膨胀石墨的蠕虫结构，从而在整个复合材料中形成连续的网络。结果表明，当EG含量为10wt%时，聚合物的电导率提高了约19个数量级，达到969 S/m。采用有效介质法的理论预测揭示了不完全导电界面和界面隧穿对复合材料电导率的影响。我们还报道了10wt%EG填料组合物复合材料表现出7.3W/mK的热导率（k）值，这意味着与纯PEID相比显著提高了30 - 70%。扫描电子显微镜（SEM）显示了填料和复合材料的形态，揭示了EG的保留结构，以发展聚合物和填料之间的导电通路。采用拉曼光谱、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱学（XPS）等分析方法研究了热膨胀前后EG填料的结构特性。总之，已经证明了溶液混合的简单制造路线可以实现出色的导电和导热EG/PEID复合材料，而不会损害EG填料结构的效率。膨胀石墨基聚合物复合材料在热能和电子工业中具有广泛的应用前景。
2022-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A simple TEM method for fast thickness characterization of suspended graphene flakes
我们提出了一种简单而快速的方法，悬浮石墨烯片的厚度表征是基于透射电子显微镜（TEM）技术。对于这种方法，使用电子衍射的动力学理论（在双束情况下近似的布洛赫波方法）来获得透射电子束强度I 0（t）的解析表达式，其作为薄样品的样品厚度t的函数（t<< λ;其中λ是石墨的吸收常数）。我们表明，在薄石墨晶体的透射强度是厚度的线性函数。为了获得I 0（t）的更定量的描述，使用JEMS软件的布洛赫波方法执行高分辨率（HR）TEM模拟。从这样的计算中，我们获得了001区轴取向的λ，在两束情况下，在低对称取向。随后，采集HR（用于确定t）和亮场（用于测量I 0（0）和I 0（t））图像，以通过实验确定λ。在低对称取向下，实验值与理论值（即在300 kV加速电压和3 mrad收集角下，λ=225 nm）接近。模拟还表明，从解析表达式获得的线性近似是有效的，直到几十纳米的样品厚度，取决于取向。与石墨烯/石墨厚度测定的标准技术相比，我们提出的方法具有相对简单和快速的优点，只需要采集亮场图像。
2012-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Universal conductivity and the electrodynamics of graphite at high pressures
我们通过同步辐射红外光谱和从头算密度泛函理论计算研究了石墨的面内压力相关电动力学。的德鲁德长期显着增加压力应用时，作为一个结果的电子和空穴电荷密度的增强。这是由于在布里渊区的K点和H点之间沿k_z方向的带色散的增长。另一方面，在800和5000 cm-1之间的中红外光学电导率几乎是平坦的，并且非常弱的压力依赖性，至少高达7 GPa。这证明了石墨的石墨烯样通用量子电导的惊人稳健性，即使当层间距离显著减小时。
2012-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Shungite as loosely packed fractal nets of graphene-based quantum dots
本文首次尝试基于石墨烯科学积累的知识在微观水平上重建顺碳的起源。我们的方法的主要思想是，在水性环境中进行氧化/还原反应的主要生成的石墨烯薄片（地质文献中的芳香族石墨烯）的化学转化的不同功效奠定了天然条件下石墨和顺式衍生物的差异的基础。在石墨的情况下，低效率的反应不会阻止大石墨层的形成，而高效率的氧化/还原将初始石墨烯薄片转化为尺寸为约lnm的还原氧化石墨烯的那些。这些基本结构单元的多级聚集，归因于石墨烯量子点的顺式碳，导致顺式碳的分形结构，从而将其展示为天然碳的新的同素异形体。在分析现有的经验数据时，所提出的微观观点得到了可靠的证实。
2013-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Lattice thermal conductivity of graphene with conventionally isotopic defects
研究了有限尺寸掺杂石墨烯片的热导率，重点研究了取代原子质量对热导率的影响。它表明，石墨烯掺杂的相对较重的原子的小浓度的结果在一个不成比例的令人印象深刻的下降晶格热导率。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous strain-dependent thermal conductivity in superelastic screw-dislocated graphites
本研究通过机器学习势分子动力学模拟发现螺位错石墨在拉伸和压缩应变下热导率异常增强，拉伸应变达80%时提升超100%，并建立解析模型，为应变可调热管理材料设计提供新平台。
2025-10-08 cond-mat.mtrl-sci
High-temperature thermal conductivity measurements of macro-porous graphite
石墨是一种独特的高温应用材料，随着我们试图扩大工业应用，它可能会变得越来越重要。然而，高质量的石墨价格昂贵，限制了高质量石墨技术的成本竞争力。在这里，我们研究了低成本，低质量，大孔石墨的热性能，以确定成本和热性能之间的权衡。我们使用激光闪光分析（LFA）来测量石墨在高温下的热扩散率。然而，由于石墨样品中的大孔隙阻碍了均匀的激光闪光加热，我们必须涂覆厚涂层以获得LFA测量所需的平坦、平行表面。涂层的存在直接影响测量的扩散率，不仅因为增加的厚度，而且因为产生的样品/涂层界面轮廓。因此，我们开发了一种方法的基础上的各种样品/涂层界面轮廓的有限元建模，以提取样品的属性。对参考样品验证方法表明，平均绝对百分比误差为8.5%，具有更好的样品表征的潜在改进。我们表明，低成本，低质量的石墨具有~10 W/m/K的热导率高达1000 $^{\circ}$ C，这是一个数量级低于高质量的石墨，但贡献的光子传导性可能会导致在更高的温度下更高的传导率。总的来说，我们展示了一种在高温下测量大孔材料热性能的方法，并将该方法应用于测量多孔石墨的热导率，这将有助于设计具有成本竞争力的脱碳高温系统。
2023-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.class-ph
Supermetallic conductivity in bromine-intercalated graphite
高度取向的热解石墨暴露于溴蒸气引起面内电荷电导率，其随着嵌入时间单调增加，朝向在低至5 K的温度下显著高于Cu的值（对于~6 at% Br）。磁输运，光学反射率和磁化率测量证实，溴掺杂的石墨烯片与孔，同时增加面间分离。迁移率（T=300 K时约为5E 4 cm^2/Vs）和电阻各向异性的增加以及插层样品的抗磁磁化率的降低表明，观察到的超金属导电性来自弱耦合空穴掺杂石墨烯片的平行组合。
2009-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Solution-processed hybrid graphene flake/2H-MoS2 quantum dot heterostructures for efficient electrochemical hydrogen evolution
我们设计了溶液处理的柔性混合石墨烯片/2 H-MoS 2量子点（QD）异质结构，相对于它们的原生单独组分，其显示出增强的析氢反应（HER）的电催化活性。2 H-MoS 2量子点是通过可扩展的、环境友好的一步溶剂热方法从二维（2D）2 H-MoS 2薄片生产的，所述二维（2D）2 H-MoS 2薄片通过在2-丙醇中对其本体对应物进行液相剥离（LPE）获得。这种QD合成避免了使用高沸点和/或有毒溶剂。石墨烯薄片通过石墨在N-甲基-2-吡咯烷酮中的LPE生产。2 H-MoS 2量子点的电化学性质及其与石墨烯的HER-有利的化学和电子耦合使得能够在136 mV的过电位下达到10 mA/cm^2的电流密度，超过石墨烯薄片/2 H-MoS 2（1 T-MoS 2）薄片异质结构的性能。我们的方法提供了一个快捷，可行和成本效益的方法来提高二维材料的电催化性能。
2018-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Mild sonochemical exfoliation of bromine-intercalated graphite: a new route towards graphene
提出了一种通过结合基于溶液的溴插层和温和的声化学剥离来制备石墨烯片的悬浮液的方法。石墨在水中的超声波处理导致石墨薄片的悬浮液的形成。通过在超声处理之前将溴插入石墨中，分层得到显著改善。通过拉曼光谱和X射线光电子能谱学（XPS）验证了溴的嵌入，并且密度泛函理论（DFT）计算表明，将Br 2引入石墨后，层间结合能降低了近十倍。通过透射和扫描电子显微镜（TEM和SEM）对悬浮材料的分析揭示了显著含量的尺寸高达30 $mu$ μ m的少层石墨烯，其对应于起始材料的晶粒尺寸。
2009-05-27 cond-mat.mtrl-sci
A comparative study of auxiliary intercalating agents on thermal conductivity of expanded graphite/polyetherimide composite
本文研究了辅助插层剂对膨胀石墨（EG）/聚合物复合材料导热性能的影响。我们报告了通过使用EG与过氧化氢（H2 O2）作为辅助插层剂在10重量%的组合物（纯聚醚酰亚胺的k ~ 0.23 Wm-1 K-1）下制备的聚醚酰亚胺/石墨烯纳米复合材料（k = 9.5 Wm-1 K-1）的热导率的4030%的超高增强。发现这种超高热导率值是由于在整个复合材料中EG介导的互连石墨烯网络，从而建立了能够在复合材料中实现高效热传输的热交换环境。还使用氯酸钠（NaClO 3）作为辅助插层剂进行了比较研究。在10重量%的组合物，NaClO 3插层EG被发现导致一个较小的增强2190%的复合材料的k。为阐明这一优点而进行的详细表征揭示，过氧化氢导致EG内石墨烯片的主要边缘氧化，使基面保持完整，从而保持~ 2000 Wm-1 K-1的超高面内热导率。另一方面，氯酸钠导致更高程度的氧化，在石墨烯的基面上具有大量的氧基团，显著降低了其面内热导率。H2 O2制备的EG纸的热扩散率被测量为9.5mm2/s，而NaClO 3情况下的热扩散率被测量为6.7mm2/s，从而直接证实H2 O2对石墨烯本身的k的有益影响。这项研究是第一个解决的膨胀石墨/聚合物复合材料的k的插层剂的作用，并导致了H2 O2作为一种有效的插层剂实现超高的热导率值的发现。
2022-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Ballistic transport at room temperature in micrometer size multigraphene
石墨内部的石墨烯层的载流子迁移率和密度的固有值，在Bernal堆叠配置中建立在这些层上的众所周知的结构，并不为人所知，主要是因为大多数研究是在晶格缺陷隐藏其固有值的相当大的样品中进行的。通过测量电阻，通过在微米的小石墨片的几十纳米厚的微加工收缩，我们研究了载体的弹道行为。我们发现，载流子的平均自由程是微米级的，在室温下每个石墨烯层的迁移率为$μ\simeq 6 \times 10^6 $ cm $^2$ /Vs，载流子密度为$n \simeq 7 \times 10^8 $ cm $^{-2}$。这些独特的传输和弹道性能具有重要的意义，了解在单个石墨烯和石墨中获得的值，以及在纳米电子器件中实现这最后一个。
2010-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity and tunable thermal anisotropy of magnetic CrSBr monolayer
University of Valencia（瓦伦西亚大学）
研究通过第一性原理计算揭示了磁性CrSBr单层的热导率及可调热各向异性机制。
2026-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced optical conductivity and many-body effects in strongly-driven photo-excited semi-metallic graphite
本文通过强光激发石墨范霍夫奇点附近的载流子，利用阿秒软X射线光谱发现光电导率增强近十倍量子电导，并揭示该强驱动非平衡态由平带载流子激发和相干光学声子介导的多体效应主导。
2023-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Size Dependence of the Thermal Conductivity of Graphene Ribbons
我们研究了石墨烯带和石墨板的热导率K作为其横向尺寸的函数。我们的理论模型考虑了二阶非谐三声子过程，并考虑了带边的角相关声子散射。结果发现，石墨烯中的长波长声学声子的长平均自由程可以导致热导率对带的长度L的不寻常的非单调依赖性。对于具有光滑边缘的条带（镜面反射参数p>0.5），该效果是显著的。我们的研究结果还表明，与以前认为的相反，石墨中的块状三维声子可以对其面内热导率做出相当大的贡献。石墨板的Umklapp限制的热导率，对于小于~ 10微米的L，标度为log（L），而对于较大的L，热导率接近遵循依赖性K_0 - A \timesL^- 1/2的有限值，其中K_0和A是与长度无关的参数。我们的理论结果澄清了声子热导率与石墨烯和石墨的横向尺寸的标度。所揭示的微米级石墨烯带的异常依赖性K（L）可以解释石墨烯的报道实验数据中的一些差异。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Ultralow friction of ink-jet printed graphene flakes
我们报道了通过液相剥离（LPE）原始石墨获得的少层石墨烯（FLG）薄片的摩擦响应。为此，我们喷墨打印FLG裸和六甲基二硅氮烷封端的二氧化硅基板上，生产微米图案与纳米级粗糙度，通过原子力显微镜研究。法向力光谱和原子分辨形态表明真空退火程序后溶剂的表面污染减少。值得注意的是，印刷的FLG薄片显示出与微机械剥离的石墨烯薄片相当的超低摩擦。润滑性保留在具有几十纳米的横向尺寸和具有小至约2nm的厚度的薄片上，证实了FLG基面中的高结晶质量和低缺陷密度。表面暴露的台阶边缘表现出最高的摩擦值，代表优先网站的起源二次耗散过程有关的边缘应变，磨损或横向位移的薄片。我们的工作表明，LPE使石墨烯摩擦的基础研究达到单片水平。使用可扩展的生产路线和高吞吐量、大面积印刷技术在技术相关的衬底上提供超低摩擦石墨烯的能力，也可能为微机电和纳米机电系统的润滑开辟新的机会。
2018-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Self-assembly and electron-beam-induced direct etching of suspended graphene nanostructures
我们报告悬浮单层石墨烯沉积的转移印刷方法的基础上聚二甲基硅氧烷邮票。转印方法允许从块状石墨样品剥离石墨薄片并将其无残留物沉积在二氧化硅基底上。该沉积系统由于由转移过程本身引起的应变而产生了沸腾的石墨烯表面。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜和原子力显微镜测量的组合来证明单层石墨烯沉积及其在衬底上的“起泡”。最后，我们证明了气泡状悬浮石墨烯是自支撑的单层结构，可以通过采用基于电子束诱导蚀刻的空间分辨直接光刻技术来平坦化。
2011-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum magneto-optics of graphite with trigonal warping
本文研究了量子化磁场中石墨的光学电导率。动态电导率，纵向以及霍尔的，分析评估。的电导率峰解释的电子跃迁。我们证明了在大于1 T的强磁场下，石墨中的三角形翘曲可以用微扰理论来考虑。对于Landau数$n$，主要的光学跃迁服从$Δn=1$的选择定则，但小概率三角弯曲引起的$Δn=2$跃迁也是必不可少的.计算了量子化磁场中石墨的克尔旋转和反射率。Slonczewski-Weiss-McClure模型的参数用于拟合，考虑到先前的dHvA测量，并针对强磁场的情况校正其中的一些。
2011-06-26 cond-mat.mtrl-sci
STM observation of the quantum interference effect in finite-sized graphite
利用STM在两种有限尺寸的石墨烯片上观察到了超周期图案。一种是从高取向热解石墨（HOPG）衬底上倾斜的纳米石墨烯片，另一种是相对于HOPG衬底具有位错网络结构的多层厚石墨烯片。对于前者，面内周期性在倾斜方向上逐渐增加，并且很容易通过在纳米石墨烯片上附着纳米石墨片而改变。振荡模式可以通过限制在倾斜的纳米石墨烯片中的电子波的干涉来解释。对于后者，图案和它们的振幅依赖于偏置电压和从HOPG衬底的平台高度。覆盖层中的扰动波和未扰动波的干涉效应是产生局域态密度随空间变化的斑图的原因。
2004-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Effects of Neutron Radiation on the Thermal Conductivity of Highly Oriented Pyrolitic Graphite
本研究通过对比HOPG在14 MeV中子辐照前后的形貌与晶体结构变化，揭示了轻微原子有序性破坏对热性能的影响，为核靶热界面材料的寿命评估提供依据。
2024-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Spatial conductivity mapping of unprotected and capped black phosphorus using microwave microscopy
黑磷薄层是2D材料与可调直接带隙和高载流子迁移率的理想组合。然而，由于涉及水、氧气和光的氧化反应，该材料在环境条件下会发生降解。我们用扫描微波阻抗显微镜测量了黑磷薄片电导率随时间的空间分布。微波激发（3 GHz）允许成像导电样品，即使覆盖有介电层。我们观察到，在裸露的黑磷上，电导率在一天之内在整个表面上急剧变化。我们证明，降解过程大大减缓覆盖的材料与10纳米的氧化铪层。它的稳定性超过一周，开辟了一条通往稳定黑磷器件的道路，其中可以利用氧化铪的高介电常数。用15 nm氮化硼薄片覆盖黑磷定性地改变了降解过程，其由薄片的边缘主导，表明扩散过程，并且以天为尺度发生。
2016-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling the delicate "hidden" interface conditions in WS2 flakes by advanced atomic force microscopy
Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education), Renmin University of China（中国人民大学量子态构建与操控教育部重点实验室）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室）；Experimental High School Attached to Beijing Normal University（北京师范大学附属实验中学）；Department of Applied Physics, Gradual School of Engineering, Osaka University（大阪大学大学院工学研究科应用物理系）；Tyndall National Institute, University college Cork（科克大学学院廷德尔国家研究所）
本文结合DH-EFM与sMIM揭示应变工程WS2薄片中面内应变与面外键合条件的耦合关系，发现针尖加载力诱导的动态皱褶效应可解释电导率测量矛盾，为界面工程器件提供基础见解。
2025-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Unusually High Thermal Conductivity of Carbon Nanotubes
结合平衡和非平衡分子动力学模拟与精确的碳势，我们确定了碳纳米管的热导率$λ$及其对温度的依赖性。我们的研究结果表明，在室温下，孤立的（10，10）纳米管具有异常高的$λ{\approx}6,600$ ~W/m $\cdot$ K值，与假设的孤立石墨烯单层或金刚石的热导率相当。我们的研究结果表明，这些高值的$λ$与大的声子平均自由程在这些系统中，大大降低的值预测和观察的基面的块状石墨。
2000-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Violation of the Wiedemann-Franz law and ultra-low thermal conductivity of Ti$_3$C$_2$T$_x$ MXene
该研究利用扫描热显微术测量Ti$_3$C$_2$T$_x$ MXene单片，发现其超低各向异性热导率及对Wiedemann–Franz定律的显著违背，为隔热、热电和红外隐身材料提供新思路。
2024-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale infrared and microwave imaging of stacking faults in multilayer graphene
本研究提出两种基于原子力显微镜的技术（AFM-IR和sMIM），用于高对比度区分石墨烯堆垛序、亚表面成像及纳米级畴壁识别，为可靠制造层间配准明确的多层石墨烯器件铺平道路。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of anisotropic thermal conductivity tensor of bulk black phosphorus
到目前为止，块体黑磷（BP），一个重要的二维材料，本征热导率张量仍然是未知的，因为最近的研究集中在BP薄片上，而不是块体BP。在这里，我们报告的各向异性导热系数张量体BP，温度范围为80 - 300 K。我们的测量结果与之前对亚微米BP薄片沿Z字形和扶手椅轴的测量结果相似，但在穿过平面的轴上高出>25%，这表明声子平均自由程在穿过平面的方向上明显更长。我们发现，尽管在热导率的各向异性，声子主要是由相同的Umklapp过程在各个方向上散射。我们还发现，声子弛豫时间是相当各向同性的基面，但在通过平面方向上是高度各向异性。我们的工作进步的基础知识，各向异性散射的声子在BP和BP纳米结构的热性能的未来研究是一个重要的基准。
2016-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Infrared phonon activity in pristine graphite
我们从实验和理论上研究了原始石墨面内光导中位于1590 cm $^{-1}$（0.2 eV）处的Fano形声子峰。我们发现，极大的光谱重量和Fano不对称的峰值可以定性占的带电声子理论。电子$π$能带的粒子-空穴不对称性在这方面起着至关重要的作用。
2012-05-22 cond-mat.mtrl-sci
