Buffer Layer Engineering on Graphene via Various Oxidation Methods for Atomic Layer Deposition
使用原子层沉积在石墨烯上集成高k氧化物需要电可靠的缓冲层。在这项研究中，Y被选为缓冲层，由于最高的稀土元素的氧化能力和各种氧化方法（大气，高压O2和臭氧）被施加到Y金属缓冲层。通过优化顶栅绝缘层的氧化条件，我们成功地提高了顶栅Y2 O3绝缘层的电容，并证明了双层石墨烯在外加电场下具有较大的Ion/Ioff比。
2016-10-31 cond-mat.mtrl-sci
In-situ Raman study of laser-induced graphene oxidation
本文利用原位拉曼光谱研究单层石墨烯的激光诱导氧化，揭示其分为热致拉伸应变和氧结合p型掺杂两个阶段，并证明可通过光学方法实现亚微米图案化。
2015-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Local anodic oxidation on hydrogen-intercalated graphene layers: oxide composition analysis and role of the silicon carbide substrate
我们研究了纳米级局部阳极氧化（LAO）的氢插层石墨烯生长的碳化硅（SiC）的控制升华。扫描探针显微镜（SPM）被用作光刻和表征工具，以调查的纳米制造结构的局部性能。石墨烯氧化过程后观察到的异常厚度与LAO对衬底的影响有关。显微拉曼光谱被用来证明存在两个氧化制度取决于所施加的偏压。我们表明，部分和全部单层石墨烯的蚀刻可以通过调整偏置电压在LAO。最后，通过扫描电子显微镜和能量色散谱（EDS）实现了完整的组成表征。
2018-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Photo-oxidation of Graphene in the Presence of Water
发现氧分子在水存在下在强光照射下与石墨烯表现出不可忽略的反应性。该反应是由激光拉曼光谱测量本身触发的，而D波段（约1000 nm）是由激光拉曼光谱测量本身触发的。1340 cm-1）随着激光照射时间的延长而变大。石墨烯衍生物的电子输运性质也进行了研究，发现电子和空穴迁移率都降低。这些结果归因于石墨烯的氧化。这种原始的修饰方法可以用来操纵石墨烯的结构和电子性质。
2013-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Gate-controlled photo-oxidation of graphene for electronic structure modification
石墨烯是一种可编程材料，它允许我们通过场效应门控来控制表面现象。在各种表面现象中，已知光氧化是在很大程度上控制石墨烯的电子结构的简便方法。在这项研究中，栅极可控性的石墨烯的光氧化是彻底检查使用场效应晶体管配置。水分子的存在增强了门的可控性，这可以用水-氧共吸附图像来解释。此外，光氧化反应从石墨烯通道的边缘向中心发展，这可以通过边缘场效应来理解。通过使石墨烯通道变窄成功地获得了半导体特性，这表明在温和条件下可能形成石墨烯纳米颗粒，即，在室温下的空气中。
2020-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Patterning and tuning of electrical and optical properties of graphene by laser induced two-photon oxidation
石墨烯是一种稳定、耐用、柔性、透明的材料，具有优异的导电性和不寻常的光学性质，在电子学、光子学和光电子学中有着许多新的应用。对于电子学中的应用，电性质的图案化和改性是非常期望的，因为原始石墨烯没有带隙。在这里，我们展示了一个简单的全光学图案化方法的石墨烯，基于激光诱导双光子氧化。通过调节照射强度和脉冲数，可以高精度地控制氧化水平，因此可以引入带隙，并且可以连续地调节电学和光学性质。可以对空气悬浮单层石墨烯或基底上的石墨烯进行任意复杂的图案化。该方法在室温下在环境空气中工作，并且不需要额外的处理步骤。所提出的概念允许用全光学方法开发全石墨烯电子和光电子器件以及复杂电路。
2014-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Engineering graphene by oxidation: a first principles study
石墨烯环氧化物，与氧原子排列在原始石墨烯片，在这封信中进行了理论研究。两个不同的阶段：亚稳态夹紧和解压缩结构的揭示与实验一致。在稳定（解链）阶段，环氧基在sp2键下方断裂，并显著改变石墨烯的机械和电子性质。可折叠的环氧环结构使其杨氏模量降低了42.4%，而拉伸强度几乎不变。环氧化也扰动的π状态，并打开两个阶段的半导体间隙，依赖于环氧化的密度。在解压缩的结构中，费米能级附近的局域态类似于石墨烯纳米带中的边缘态。本文报道的研究为石墨烯相关材料的氧化功能化铺平了道路。
2009-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling Graphene from SiC(0001) via Oxidation
当在SiC（0001）上形成外延石墨烯层时，第一碳层（称为“缓冲层”）虽然相对容易合成，但不具有石墨烯的期望的电性质。导电性差是由于通过共价键合到SiC衬底的石墨烯π带的破坏。在这里，我们表明，它是可能的恢复石墨烯π带通过使用低温，CMOS兼容的过程中，不损坏石墨烯层的缓冲层和SiC衬底之间插入一个薄的氧化物层。
2010-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Oxidation-assisted graphene heteroepitaxy on copper foil
我们提出了一种创新的，易于实现的方法来合成大面积的电子晶体石墨烯片的铜箔上的化学气相沉积。该方法双重利用了气相中存在的残余氧。首先，通过轻微氧化铜表面，我们诱导晶界钉扎在铜，因此，冻结的热再结晶过程。随后铜在氢气下的还原突然解锁延迟的重构，有利于厘米尺寸的铜（111）晶粒通过异常晶粒生长机制的生长。其次，铜表面的氧化也大大降低了石墨烯的成核密度。该氧化/还原顺序导致与铜（111）外延配准的对齐的毫米尺寸的单层石墨烯域的合成。所生长的石墨烯薄片被证明是单晶的和高质量的。
2016-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Oxidation resistance of graphene-coated Cu and Cu/Ni alloy
保护精炼金属免受反应环境影响的能力对许多工业和学术应用至关重要。然而，目前的解决方案通常会引入一些负面影响，包括增加的厚度和金属物理性质的变化。在本文中，我们首次证明了通过化学气相沉积生长的石墨烯膜保护Cu和Cu/Ni合金的金属生长衬底的表面免受空气氧化的能力。SEM、拉曼光谱和XPS研究表明，即使在空气中以200 \degree C加热长达4小时后，金属表面也能很好地防止氧化。我们的工作进一步表明，石墨烯提供了对过氧化氢的有效电阻。这种保护方法具有显著的优点，可以用于催化石墨烯生长的任何金属。
2010-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Nanocrystal Growth on Graphene with Various Degrees of Oxidation
我们展示了一个一般的两步法生长氢氧化物和氧化物纳米晶体的铁族元素（镍，钴，铁）石墨烯上的两个程度的氧化。在水热反应条件下，在低氧化程度的石墨烯片（GS）和高氧化程度的氧化石墨（GO）上观察到了明显不同的石墨烯生长行为。在GS表面预包覆少量含氧表面基团的小颗粒扩散并重结晶为具有良好形貌的单晶氢氧化镍Ni（OH）2六方纳米片或氧化铁Fe2O3纳米棒。相比之下，预涂覆在GO上的颗粒被GO上的高浓度氧基团和缺陷钉扎而没有重结晶成明确限定的形状。调节反应温度可以组合以进一步控制在石墨烯上生长的材料。对于与石墨烯具有弱相互作用的材料，提高反应温度可导致表面物质扩散和重结晶成更大的晶体，即使在高度氧化和有缺陷的GO上。我们的研究结果提出了一种有趣的新方法来控制石墨烯上生长的纳米材料的形态，通过调整石墨烯的表面化学作为晶体成核和生长的衬底。
2010-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Oxidation stability of confined linear carbon chains, carbon nanotubes, and graphene nanoribbons as 1D nanocarbons
三种典型的一维（1D）/准一维纳米碳，线性碳链，碳纳米管和石墨烯纳米带已被证明可以在单壁碳纳米管中生长。这就产生了三种类型的混合材料，它们的行为和性能相互比较还远未被理解。在最近发表的工作中证明这些纳米结构材料的合成是成功的之后，我们现在已经能够通过使用共振拉曼光谱系统地研究它们的氧化稳定性。令人惊讶的是，理论上预测非常不稳定的线性碳链实际上在碳纳米管主体的保护下在高达500 °C下是热稳定的。此外，在较窄的碳纳米管中较长的线性碳链比在较大的管中较短的线性碳链更稳定，这表明热稳定性不仅取决于单独的线性碳链的长度，但它是以更复杂的方式与宿主管的限制相关。此外，石墨烯纳米带总体上被认为是最稳定的受限结构。另一方面，（6，5）CNT相对于其（6，4）对应物的更高稳定性等特性使得这项研究为进一步研究这些1D纳米碳（包括真正的1D线性碳链）在环境条件下的应用提供了坚实的平台。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The epitaxial-graphene/graphene-oxide junction, an essential step towards epitaxial graphene electronics
已经沉积氧化石墨烯（GO）薄片以桥接两个外延石墨烯电极之间的间隙以产生全石墨烯装置。电学测量表明，由于GO中的带隙，在石墨烯/氧化石墨烯结处存在肖特基势垒（SB）。发现势垒高度约为0.7 eV，并且在180 $^\circ$ C退火后降低，这意味着可以通过改变氧化程度来调节间隙。发现GO迁移率的下限为850 cm $^2$ /Vs，与硅相当。已经实现了图案化外延石墨烯的{ \it In situ}局部氧化。
2008-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oxidation of graphite surface: the role of water
基于密度泛函计算，我们证明了石墨烯和石墨之间的氧化模式和氧化后形成的缺陷的显着差异。逐步建模表明，80%的石墨表面的氧化是有利的。超过一半的石墨表面的氧化显著降低了空位形成与CO2产生的能量成本。水的存在对环氧基向羟基的转化、进一步成束的插层和剥离至关重要。在富水条件下，水在氧化和氧化的初始阶段嵌入石墨，这与自支撑石墨烯的氧化过程相似;相反，在无水条件下，大分子只有在氧化发生在一半以上的表面上之后才嵌入石墨。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Growth of Thin Oxidation-Resistive Crystalline Si Nanostructures on Graphene
我们报道了硅纳米结构的生长，无论是作为薄膜或纳米颗粒，在石墨烯衬底上。所示的Si纳米结构是单晶的，空气稳定和抗氧化性，所示的单晶Si拉曼模式在约520 cm-1，在环境条件下的有序表面结构的STM图像，和与石墨的肖特基结的观察。超薄硅区表现出类似硅的行为，包括在约550 cm-1处的拉曼模式，STM中的三角形晶格结构，其具有与石墨烯或较厚Si的晶格间距明显不同的晶格间距，以及比石墨高高达500倍的金属导电性。这项工作提出了一种自下而上的方法来形成硅纳米结构阵列上的大规模图案化的石墨烯基板制造纳米硅电子器件。
2018-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Electronic Properties of Oxidized Graphene
基于第一性原理计算，我们系统地研究了氧化对石墨烯结构和电子性质的影响。确定了能量有利的原子构型和结构单元，其含有彼此紧密接近的环氧基和羟基。这些单元的不同布置产生在几eV的范围内的LDA带隙。这些结果表明，通过改变氧化水平和表面上的环氧化物和羟基官能团的相对量，可以在石墨烯中产生和调节带隙。
2009-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of the degree of oxidation of graphene oxide on As(III) adsorption
氧化石墨烯和砷之间相互作用的研究对于吸附材料的开发具有重要意义，并作为了解这两种材料在环境中如何相互作用的一种方式。在这项工作中，我们表明，As（III）吸附，主要是H3 AsO 3，氧化石墨烯是依赖于其氧化程度。高锰酸钾浓度的变化导致C/O比从1.98增加到1.35，C-OH和C-O-C浓度分别为18%和32%。研究了三种氧化程度，氧化程度较低的材料达到了124 mg/g的最大As（III）吸附容量，而氧化程度最高的石墨烯在pH 7时达到了288 mg/g的值，据作者所知，这是文献中报道的最高值。氧化石墨烯和As（III）之间的相互作用也通过密度泛函理论（DFT）计算机模型进行了研究，显示氧化石墨烯主要通过氢键与As（III）相互作用，其与羟基和环氧基团的相互作用能分别为378和361 kcal/mol。最后，细胞毒性测试表明，无论氧化程度如何，氧化石墨烯在50 μg/ml时的细胞活力为57%。
2019-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of Oxygen Adsorption on the Local Properties of Epitaxial Graphene on SiC (0001)
利用低能电子显微镜（LEEM）、微探针低能电子衍射（\muLEED）和微探针角分辨光电子能谱（\muARPES）研究了氧吸附对SiC（0001）表面单层石墨烯局域结构和电子性质的影响。我们发现，SiC（0001）上的外延石墨烯缓冲层在氧化后部分去耦。氧化过程的监测表明，氧饱和的Si悬挂键，打破一些Si-C键在界面处，并插入石墨烯层。精确控制氧化参数使我们能够调整层中的电荷密度调制。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Boron-doped graphene -- DFT study of the role of dopant concentration and oxidation on sodium and aluminium storage applications
本文利用DFT计算研究硼掺杂浓度和氧化对石墨烯反应活性、电导率及钠/铝存储性能的影响，发现硼掺杂和氧化可将钠存储容量提高至4倍。
2023-07-06 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Hydration Peculiarities of Graphene Oxides with Multiple Oxidation Degrees
氧化石墨烯（GO）的水化性质对于其大多数潜在应用是必不可少的。在这项工作中，我们采用原子分子动力学模拟，调查七个GO组合物与不同水平的氧化。比较了GO的两种原子电荷模型：（1）sp2碳是纯粹的Lennard-Jones位点;（2）sp2碳电荷与CHELPG方案一致。结构特性被发现依赖于不显着的电荷模型，而热力学显得非常敏感。特别地，与更精确的模型相比，简化的模型提供了系统性更强的GO/水耦合。对于所有GO组合物，水合自由能在-5至-45kJ mol-1的范围内，表明水合即使对于适度的氧化程度也是化学上有利的，因此与原始石墨烯和石墨的情况显著不同。由此呈现的结果和讨论为GO的现代应用提供了物理背景，例如在涉及生物分子的过程中的超级电容器的电极和抑制剂中。
2017-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning Accelerated Computational Surface-Specific Vibrational Spectroscopy Reveals Oxidation Level of Graphene in Contact with Water
State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, iChEM, College of Chemistry and Chemical Engineering, Discipline of Intelligent Instrument and Equipment, Xiamen University（厦门大学化学化工学院物理化学固体表面国家重点实验室）；Pen-Tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology, Xiamen University（厦门大学彭唐沙微纳科学技术研究院）；Institute of Artificial Intelligence, Xiamen University（厦门大学人工智能研究院）
本研究利用机器学习和第一性原理计算揭示石墨烯氧化对界面水结构的影响，通过振动光谱变化表征氧化程度，为催化和电化学领域提供新的研究视角。
2025-07-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
A DFT study of B-doped graphene as a metal-anchor: effects of oxidation and strain
University of Belgrade - Faculty of Physical Chemistry（贝尔格莱德大学物理化学学院）；Luleå University of Technology（吕勒奥理工大学）
本研究通过DFT方法探讨了B掺杂石墨烯与四种金属的相互作用，分析了掺杂浓度、氧化和应变对吸附性能的影响，揭示了B掺杂增强金属吸附能力的机制。
2026-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Oxidation: Thickness Dependent Etching and Strong Chemical Doping
图案化石墨烯在未来的分子尺度集成电子学中显示出巨大的应用潜力。环境效应是单层材料的关键问题，其中每个原子都在表面上。特别有趣的是，分子氧与芳香分子之间存在着丰富的化学相互作用。我们发现，O2蚀刻动力学变化强烈与样品中的石墨烯层的数量。三层厚的样品显示出类似于块状天然石墨的蚀刻。单层石墨烯反应更快，并显示出随机的蚀坑，与天然石墨相比，成核发生在点缺陷处。此外，基面氧物质强烈地空穴掺杂石墨烯，具有~ 0.5eV的费米能级位移。这些氧物种在Ar气流中或在远UV光照射下部分解吸，并在室温下在O2气氛中再次再吸附。这种强掺杂的石墨烯与通过无机酸攻击制成的氧化石墨烯非常不同。
2008-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Oxidation-resilient structural modifications in Nickel-functionalized 3D-graphene for hydrogen storage applications
Istituto Nanoscienze–CNR（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）；NEST-Scuola Normale Superiore（新实验科学与技术学院-高等师范学校）；Department of Physical Science, Earth, and Environment, University of Siena（锡耶纳大学地球与环境物理科学系）；Institute of Sensor and Actuator Systems, TU Wien（维也纳工业大学传感器与致动器系统研究所）；CNR - Istituto Officina dei Materiali (IOM)（意大利国家研究委员会材料工厂研究所）
本研究通过镍纳米颗粒功能化三维石墨烯，结合扫描电镜、X射线光电子能谱等表征手段，探究其对氢吸附与抗氧化性的影响，为提升储氢材料稳定性提供了潜在策略。
2026-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Chemically edge-carboxylated graphene enhances thermal conductivity of polyetherimide-graphene nanocomposites
在这项工作中，我们证明了石墨烯的边缘氧化可以使石墨烯-纳米片（GNP）/聚醚酰亚胺（PEI）复合材料的热导率（k）相对于石墨烯的基面的氧化有更大的提高。边缘氧化（EGO）提供了使石墨烯的基面保持完整的优点，保持其高的面内热导率（kin > 2000 Wm-1 K-1），而同时，在石墨烯边缘上引入的氧基团通过与聚醚酰亚胺（PEI）的氧基团的氢键结合增强了界面热导率，增强了整体聚合物复合材料的热导率。在本工作中，通过在氯酸钠和过氧化氢的存在下氧化石墨烯，在石墨烯的边缘上引入羧基来实现边缘氧化。另一方面，通过Hummers方法实现的石墨烯（BGO）的基面氧化使石墨烯的sp2碳-碳网络扭曲，显著降低其固有热导率，导致BGO/PEI复合材料k甚至低于原始GNP/PEI复合材料k值。发现相对于原始GNP/PEI复合材料（对于10重量% GNP含量），EGO/PEI复合材料的所得热导率提高了18%，而BGO/PEI复合材料的热导率降低了57%。2-石墨烯纳米片的三维拉曼映射用于确认和区分石墨烯上氧官能团的位置。在这项工作中提出的边缘粘合的优越效果可以导致从根本上实现高导热性聚合物复合材料的新途径。
2022-03-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Oxidation of graphene on metals
我们使用低能电子显微镜来研究石墨烯是如何通过与氧气的反应从Ru（0001）和Ir（111）中去除的。我们发现Ru（0001）上存在两种机制。在短时间内，氧与周围Ru表面上的碳单体反应，将其浓度降低到平衡值以下。这种不饱和导致碳从石墨烯流向单体气体。在这种初始机制中，石墨烯以与控制生长的碳单体浓度相同的非线性依赖性精确给出的速率被蚀刻。因此，在生长和蚀刻过程中，碳作为几个碳原子的簇附着和脱离石墨烯。在稍后的时间，蚀刻加速。我们提出的证据表明，这个过程涉及插层氧，这使石墨烯不稳定。在Ir上，这种机制产生了可观察到的空穴。它也主要快速地发生在石墨烯岛中的褶皱附近，取决于石墨烯相对于Ir衬底的取向，并且与第一种机制相反，可以增加碳单体的密度。我们还观察到Ir上的双层石墨烯岛的两层一起蚀刻，而不是顺序蚀刻。
2010-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Stability of boron-doped graphene/copper interface: DFT, XPS and OSEE studies
研究了通过含有硼源的鼓泡器使用两种不同流量的Ar合成的两种不同类型的硼掺杂石墨烯/铜界面。X射线光电子能谱（XPS）和光激电子发射（OSEE）测量表明，硼掺杂的石墨烯涂层提供了铜基底的高耐腐蚀性，并且碳覆盖层的氧化痕迹很轻。密度泛函理论计算表明，对于替代型（石墨型）硼缺陷的情况，只有硼杂质附近的氧化在能量上是有利的，而空位的产生会导致铜衬底的氧化在能量上是不利的。在该区域的非石墨硼缺陷氧化的情况下，附近的杂质是亚稳态的，其不仅防止氧化，而且制造硼掺杂的石墨烯。氧还原反应的模拟表明，这些材料的高催化性能。
2018-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
In situ X-ray diffraction studies of graphite oxidation reaction indicating different exfoliation mechanism than ex site studies
我们提供了一个简单的概述，溶剂为基础的石墨烯生产和总结目前的知识，通过石墨层间化合物进行氧化石墨的形成机制。此外，我们的原位X射线衍射调查到这个过程中的结果，讨论和对比的结果，由其他作者，谁采用相同的氧化协议，但检查样品的非原位X射线衍射。我们的研究结果表明，与其他作者的许多报告相反，没有强的结晶顺序，独特的石墨层间化合物以及氧化石墨，如果它们保持在浓酸中的发展。此外，还显示出，取决于浓度，硫酸分子显著削弱石墨中的石墨烯-石墨烯相互作用。因此，只要有足够的能量输入来分离石墨烯层，浓硫酸就可以是石墨烯分散体的良好溶剂。
2017-01-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
XANES determination of chromium oxidation states in glasses: comparison with optical absorption spectroscopy
采用X射线吸收近边结构（XANES）和光学吸收光谱研究了在空气气氛中熔制的玻璃中铬的氧化态。在两种方法之间获得了Cr（III）和Cr（VI）的相对比例的良好一致性。我们表明，Cr（III）的吸收系数的化学依赖性是不太重要的XANES比在光学吸收光谱。在不同条件下熔化的玻璃的比较提供了一个间接评估的摩尔消光系数的Cr（VI）的玻璃。
2007-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Formation of a Buffer Layer for Graphene on C-face SiC{0001}
利用低能电子衍射（LEED）和低能电子显微镜（LEEM）研究了在富硅环境中加热SiC（000-1）表面（{0001}表面的C面）制备的石墨烯薄膜。石墨化后，通过原位LEED观察到具有rt（43）x rt（43）-R7.6度对称性的界面。氧化后，界面呈现rt（3）× rt（3）-R30度对称性。电子反射率测量表明，这些界面结构产生于石墨烯和SiC之间形成的石墨烯状“缓冲层”，类似于在Si面SiC上观察到的。从动态LEED结构计算的氧化的C面表面，它被发现由石墨烯层坐在硅酸盐（Si 2 O3）层的顶部，与硅酸盐层具有众所周知的结构，如先前研究的裸SiC（000-1）表面。在此基础上，对氧化前的界面结构进行了讨论。
2014-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the evolution of oxidative etching of few layer graphene (FLG) in FLG /TiO$_2$ nanocomposites. Interfacial dipole signature and chemical shift in C1s X-ray photoemission spectra
我们提出了氧化蚀刻在FLG/TiO $_2$杂化物中对FLG边缘化学/形态的影响，也解决了TiO $_2$ NPs的催化活性。根据XPS和TGA分析，氧化程度强烈地依赖于TiO $_2$：FLG比率。采用溶胶-凝胶法和原位氧化法制备了两个系列的FLG/TiO $_2$杂化材料，以Tip峰为参照，对C1 s XPS的化学组成、芯位移和电荷分布进行了准确描述和区分。由于来自样品和外来碳参比的C1s峰重叠，这种分析在碳材料中具有挑战性。我们认为界面偶极的形成可能是TiO $_2$向FLG电荷转移的直接信号。测量C1s（sp $^2$ C）向下移动至1.4 eV，并在复合材料中确定非sp $^2$ C的贡献。TEM/SEM观察结果支持与氧化相关的改性，并涉及非催化氧化和机械混合组分中的氧化。关键词：氧化刻蚀、石墨烯边缘、TiO $_2$催化剂、界面偶极子、XPS、电荷转移
2022-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Repair of magnetism in oxidized graphene nanoribbons
提出了在实际氧化石墨烯纳米带中建立磁性的新途径。采用密度泛函理论模拟了氧钝化后石墨烯纳米带中羟基从中心向锯齿形边缘迁移的过程。在边缘附近的羟基基团的存在导致形成悬挂键，而不是饱和，由于氧化和修复的磁性减少边缘氧化。并对新型磁性石墨烯纳米带的制备方法和稳定性进行了讨论。
2010-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Manganese reduction/oxidation reaction on graphene composites as a reversible process for storing enormous energy at a fast rate
氧还原/析氧反应（ORR/OER）是燃料电池或金属空气电池的基本过程。然而，ORR/OER通常需要贵金属催化剂，并且具有O2的低溶解度（10-3摩尔/升）、低动力学速率（10- 6cm 2/s）和低可逆性的缺点。我们报告了石墨烯/MnO 2复合材料上的锰还原/氧化反应（MRR/MOR），提供了高容量（4200 mAh/g）、快速动力学（0.0024 cm 2/s，比ORR/OER高三个数量级）、高溶解度（比O2高三个数量级）和高可逆性（100%）。我们进一步利用MRR/MOR发明了可充电锰离子电池（MIB），其提供1200 Wh/Kg的能量密度（锂离子电池的数倍）、快速充电能力（3分钟）和长循环寿命（10，000次循环）。MRR/MOR提供了一种新型的能量转换或存储系统，其具有非常高的能量密度，使得电动车辆一次充电可以行驶更多的里程。
2014-10-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Effect of surface nanostructure on temperature programmed reaction spectroscopy: First-principles kinetic Monte Carlo simulations of CO oxidation at RuO2(110)
使用催化CO氧化RuO2（110）作为展示，我们采用第一性原理动力学蒙特卡罗模拟来说明程序升温反应光谱数据的复杂影响所带来的仅仅是在纳米结构表面的活性位点的位置之间的相关性。即使在没有横向相互作用的情况下，这种纳米结构本身也会引起不均匀性，这种不均匀性不能被普遍的平均场数据分析程序所掌握，从而导致对不同表面物质的反应性的错误结论。
2007-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Revisiting Graphene Oxide Chemistry via Spatially-Resolved Electron Energy Loss Spectroscopy
氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（RGO）中氧官能团的类型和分布仍然是一个有很大争议的主题。当地的分析技术需要在纳米尺度上访问这些材料的化学。扫描透射电子显微镜中的电子能量损失谱可以提供合适的分辨率，但GO和RGO对电子辐照极其敏感。在这项工作中，我们采用了一个专门的实验装置，以减少电子照明低于损伤极限。在几纳米尺度下获得的GO氧图显示具有不同氧化水平的分离域。C/O比从约4：1至1：1变化，后者对应于石墨烯薄片的完全官能化。在RGO中，残余氧主要集中在几十纳米宽的区域中。观察到不同的氧化水平的特定的能量损失的近边缘结构。通过将这些发现与第一性原理模拟相结合，我们提出了一个高度氧化域的模型，其中石墨烯被羟基完全官能化，形成类似于石墨烷的2D-sp $^3$碳网络。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Curved graphene nanoribbons derived from tetrahydropyrene-based polyphenylenes via one-pot K-region oxidation and Scholl cyclization
本研究通过一锅法K区氧化和Scholl环化，首次溶液合成了具有弯曲结构的芴基石墨烯纳米带PyGNR，其带隙窄、迁移率高，性能优于传统方法制备的弯曲GNRs。
2024-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Oxidation dynamics of ultrathin GaSe probed through Raman spectroscopy
硒化镓（GaSe）是一种具有厚度依赖性带隙、强非线性光学系数和不常见的带间光学选择规则的二维材料，使其在光电子和自旋电子学应用中非常有趣。在这项工作中，我们监测氧化动力学的GaSe的厚度范围从10到200 nm，使用拉曼光谱。在环境温度和湿度条件下，所有拉曼模式的强度和发光迅速下降，适度暴露于上述间隙照明。同时，几种氧化产物出现在拉曼光谱中：Ga $_2$ Se $_3$，Ga $_2$ O $_3$和非晶和结晶硒。我们发现，没有安全的测量功率存在的光学测量在环境条件下的xGaSe。我们证明，同时存在的氧气，湿度，和上述间隙照明是需要激活这个光氧化过程，这是由于光生的载流子向水氧在样品表面的转移，产生高活性的超氧阴离子，迅速降解的样品和淬火的材料的光学响应。
2017-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy of ion irradiated SiC: chemical defects, strain, annealing, and oxidation
拉曼光谱已被用来识别缺陷的键合在氖和硅离子辐照的6H-SiC单晶。在对应于不同缺陷结构的C-C键合区域中存在可观察到的差异，对于氖离子和硅离子掺杂。离子辐照SiC的拉曼光谱显示出比中子辐照更小的拉伸应变，由未损坏的衬底约束的膨胀引起的残余压应力解释。在高温离子注入过程中的氧化的证据被观察到作为C-O和Si-O拉曼信号。退火照射SiC，同时获得拉曼光谱显示快速恢复的Si-C键合，但未照射的结构的完全恢复。退火辐照的SiC引起表面氧化，而未辐照的SiC不氧化。比较金刚石和硅具有相似的晶体结构，但单原子的表观抗辐射性，导致的建议，化学缺陷负责增加辐射损伤的SiC。
2020-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling the Oxidation Mechanisms of Octa-Penta Graphene: A Multidimensional Exploration from First-Principles to Machine Learning
本研究结合第一性原理计算和机器学习分子动力学模拟，系统揭示了新型碳同素异形体 OPG 的氧化机制、氧迁移模式及氧化诱导的电子性质转变，为其在电池和涂层等领域的应用提供了理论依据。
2025-03-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Revealing the grain structure of graphene grown by chemical vapor deposition
在存在无序的情况下发生的物理过程：点缺陷、晶界等可能对石墨烯的电子性质具有不利影响。在这里，我们提出了一种方法来揭示石墨烯的颗粒结构的缺陷的选择性氧化和随后的原子力显微镜分析。这种技术提供了一种快速简便的替代不同的电子显微镜和衍射方法，并可用于快速反馈化学气相沉积生长的石墨烯样品的质量。
2011-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron energy loss spectroscopy determination of Ti oxidation state at the (001) LaAlO3/SrTiO3 interface as a function of LaAlO3 growth conditions
在两个带绝缘体LaAlO3和SrTiO3之间的（001）界面处，可能出现高迁移率电子气，这是过去四年中许多工作的目标。它的起源是界面极性和非故意掺杂之间争论的主题。在这里，我们使用电子能量损失“光谱图像”，记录在横截面中的扫描透射电子显微镜，分析的Ti 3+的比例，额外的电子的特性。我们发现一个界面浓度的Ti 3+，这取决于生长条件。
2007-12-03 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
Growth Mechanisms and Oxidation-Resistance of Gold-Coated Iron Nanoparticles
本文采用反胶束法合成了铁核/金壳纳米粒子，并对其生长机理和抗氧化性能进行了研究。通过透射电子显微镜、能量色散谱、X射线衍射、穆斯堡尔谱和电感耦合等离子体技术证实了核壳结构和Fe & Au相的存在。此外，原子分辨率Z-衬度成像和电子能量损失谱（EELS）在扫描透射电子显微镜（STEM）已被用来研究生长过程的细节。Au壳层在聚结前通过在Fe核表面成核而生长。松散粉末形式的这种纳米颗粒的磁矩由于氧化而随时间降低。金壳的抗氧化性不理想可能是由粗糙的金表面引起的。然而，在压制的颗粒形式中，电传输测量表明颗粒相当稳定，因为颗粒的电阻不会随时间而明显变化。
2005-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication effects on Niobium oxidation and surface contamination in Niobium-metal bilayers using X-ray photoelectron spectroscopy
Cornell University（康奈尔大学）
利用XPS研究铌金属双层中氧化物和表面污染的制备影响，评估不同封装层的抗氧扩散能力及标准工艺效果。
2026-01-29 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Boron Nitride Nanosheets for Metal Protection
虽然石墨烯的高不渗透性使其成为抑制金属氧化和腐蚀的优异屏障，但石墨烯可以与底层金属形成原电池，长期促进金属的腐蚀。具有类似不可渗透性的氮化硼（BN）纳米片可能是作为保护屏障的更好选择，因为它们比石墨烯更热和化学稳定，更重要的是，由于它们的电绝缘性，不会引起电化学腐蚀。在这项研究中，通过化学气相沉积生长的商业BN纳米片作为金属上的保护涂层的性能进行了研究。在250 °C下在空气中加热覆盖有BN纳米片的铜箔超过100小时导致比在相同条件下加热2小时的裸铜箔显著更少的氧化。电化学分析表明，BN纳米片涂层可以增加开路电位，并可能减少下面的铜箔在氯化钠溶液中的氧化。这些结果表明，BN纳米片是一个很好的候选人的氧化和腐蚀保护，虽然导电原子力显微镜分析表明，保护的有效性依赖于BN纳米片的质量。
2015-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Local Spectroscopy of the Electrically Tunable Band Gap in Trilayer Graphene
三层石墨烯中的堆叠顺序自由度在确定电场可调带隙的存在方面起着关键作用。我们提出了双门控Bernal（ABA）和菱面体（ABC）堆叠的三层石墨烯器件的空间分辨隧道光谱测量。我们证明，虽然ABA三层石墨烯保持金属，ABC三层石墨烯表现出广泛的可调带隙作为电场的函数。然而，我们发现，在下面的衬底中的带电杂质引起的间隙大小的空间波动。我们的工作阐明了三层石墨烯的微观行为及其对宏观器件的影响。
2013-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Computational Investigation of the Catalytic Properties of Graphene Oxide: Exploring Mechanisms Using DFT Methods
在这里，我们描述了一个计算研究进行的努力，以阐明背后的实验观察到的氧化石墨烯氧化物（GO）催化的氧化和水合反应的反应机制。使用苯甲醇氧化成苯甲醛作为模型反应，密度泛函理论（DFT）计算表明，该反应性源于氢原子从有机分子转移到GO表面。特别是，相邻的环氧基团装饰GO的基面开环，导致二醇的形成，然后脱水。与实验观察到的这种化学对分子氧的依赖性一致，我们的计算表明，部分还原的催化剂能够被分子氧再充电，从而允许催化剂周转。计算出无官能团的碳材料（例如石墨）具有显著更高的反应势垒，表明GO的高化学势和丰富的官能度对于所观察到的反应性是必要的。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
In situ atomic force microscopy depth-corrected 3-dimensional focused ion beam based time-of-flight secondary ion mass spectroscopy: spatial resolution, surface roughness, oxidation
原子力显微镜（AFM）是一种用于研究表面粗糙度和收集关于样品顶部原子层特征的深度信息的公知工具。通过将二次离子质谱（SIMS）与扫描电子显微镜（SEM）中的聚焦离子束（FIB）铣削相结合，可以可视化溅射结构的化学信息并以高的横向和深度分辨率定位。在本文中，一个高真空（HV）兼容的原子力显微镜已安装在TESCAN FIB扫描电镜仪器，配备了飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）检测器。为了研究由ToF-SIMS溅射引起的凹坑的深度，随后在多层垂直腔面发射激光器（VCSEL）样品上进行AFM测量。表面粗糙度和铣削深度用于辅助溅射体积的化学组成的精确3D重建。分析了溅射过程中的分辨率、表面粗糙度和表面氧化问题。因此，互补检测器的集成开启了确定样品特性以及理解分析方法在分析期间对样品表面的影响的能力。
2020-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Oxidation and magnetic states of chalcopyrite CuFeS$_{2}$: a first principles calculation
用密度泛函理论计算了黄铜矿CuFeS2的基态能带结构、磁矩、电荷和电子壳层的布居数.计算结果与实验数据（X射线光电子能谱、X射线吸收谱和中子衍射谱）进行了比较。我们的计算预测黄铜矿的形式氧化态为Cu $^{1+}$ Fe $^{3+}$ S $_{2}$ $^{2-}$。然而，过渡金属原子的形式价态的分配似乎过于简单。预计价态可以通过核磁共振和核四极共振以及穆斯堡尔谱方法进行实验确认。
2015-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of anisotropy crossover due to oxygen in Pt/Co/MOx trilayer
对一系列Pt/Co/MOx（M=Al，Mg，Ta.）三层膜进行了特殊的霍尔效应和X射线光谱测量。为了研究氧化在Co/MOx界面处的垂直磁各向异性的开始中的作用。据观察，不同的氧化时间修改的Co层的磁性能，诱导从面内到面外的磁各向异性交叉。重点研究了等离子体氧化对Pt/Co/AlOx垂直磁各向异性的影响。通过X射线光电子能谱学测量分析了界面电子结构。它示出的面外磁各向异性的最大值对应于在Co/AlOx界面处的Co-O键合的显着密度的外观。
2007-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially resolved spectroscopy of monolayer graphene on SiO2
我们对SiO $_2$上剥离的单层石墨烯进行了扫描隧道光谱测量，以探讨其电子和结构性质之间的相关性。局部态密度图的特征在于电子和空穴水坑，其产生的原因是从石墨烯和随机带电杂质中的固有波纹的长距离intravalley散射。在低能量下，我们观察到短距离谷间散射，我们归因于晶格缺陷。我们的研究结果表明，石墨烯的电子性质的影响，本征波纹，缺陷和底层的SiO $_2$衬底。
2009-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy at the edges of multilayer graphene
边缘自然存在于单层石墨烯样品中。类似地，多层石墨烯样品中的各个石墨烯层贡献了它们自己的边缘。我们研究了在n层石墨烯（nLG）上放置石墨烯层的边缘处的拉曼光谱。我们发现，从顶部石墨烯层的边缘观察到的D带呈现出与离子注入诱导的无序（n +1）LG相同的线形。基于D和2D谱带的光谱特征，我们确定了两种类型的取向配置在机械剥离的双层和三层石墨烯的边缘，其边缘从其光学图像中排列良好。
2014-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon spectroscopy through the electronic density of states in graphene
我们研究了声子结构如何在石墨烯的电子态密度中表现出来。本文提出了一种提取电子-声子重整化$λ$值的方法。此外，我们确定直接声子结构。随着掺杂的增加，这些结构与$λ$一起在幅度上增长并且不再显示粒子-空穴对称性。
2009-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of electromagnetic enhancement for surface enhanced Raman spectroscopy of SiC graphene
通过在石墨烯和金纳米颗粒之间插入一层Al2O3，研究了石墨烯表面增强拉曼光谱（SERS）的电磁增强效应。采用不同的激发激光，研究了激光波长与SERS的关系。理论计算表明，石墨烯的存在对金纳米粒子的消光光谱有调制作用。激发激光波长与增强因子关系的实验结果与计算结果吻合较好。增强因子与间隔层厚度之间呈指数关系。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
