A Gaussian Treatment for the Friction Issue of Lennard-Jones Potential in Layered Materials: Application to Friction between Graphene, MoS2 and Black Phosphorus
Lennard-Jones势被广泛用于描述石墨烯等层状材料中的层间相互作用。然而，众所周知，这种潜力大大低估了层状材料的摩擦性能。在这里，我们建议补充的Lennard-Jones潜在的高斯型的潜力，这使得更准确的计算二维层状材料的摩擦性能。此外，高斯势在计算上是简单的，因为它只引入了一个附加的势参数，该参数由层状结构中的层间剪切模式确定。将所得的Lennard-Jones-Gaussian势应用于计算石墨烯、MoS 2、黑磷及其异质结构的层间结合能和摩擦能。
2015-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport properties of graphene on SiO2 with specific surface structures
在SiO2/Si衬底上转移的石墨烯的迁移率被限制为~ 10，000 cm 2/Vs。如果不了解石墨烯/SiO2相互作用，就难以改善电输运性质。虽然SiO2上的表面结构，如硅烷醇和硅氧烷基团被认可，但SiO2的表面处理和石墨烯特性之间的关系尚未阐明。本文讨论了石墨烯在氧等离子体处理和再氧化法制备的SiO2的特定表面结构上的电输运性质。
2011-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Highly reproducible metal/graphene contacts and stable electrical performance by UV-Ozone treatment
来自器件制造过程的抗蚀剂残留物是金属/石墨烯接触界面污染的一般和重要来源。在本文中，紫外线-臭氧（UVO）处理被证明是一种有效的方法来清洁金属/石墨烯界面。通过使用UVO处理金属/石墨烯接触区域制造的器件的电测量表明，在不影响石墨烯通道本身的电性质的情况下获得金属和石墨烯之间的稳定且高度可再现的低接触电阻。
2013-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
UV/Ozone treatment to reduce metal-graphene contact resistance
我们报告了通过使用紫外线臭氧（UVO）处理来修饰金属/石墨烯接触界面以降低单层石墨烯器件的接触电阻。该装置由机械转移、化学气相沉积（CVD）生长的单层石墨烯制成。在接触区域中的石墨烯的UVO处理所定义的光刻和之前的金属沉积被发现，以减少源于不完全去除聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）和光刻胶的界面污染。我们的对照实验表明，高达10分钟的暴露时间没有在石墨烯中引入显著的无序，如拉曼光谱所表征的。通过使用所描述的方法，实现了小于200 Ω μm的接触电阻，同时没有显著改变器件的石墨烯沟道区域的电性质。
2012-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reducing sheet resistance of self-assembled transparent graphene films by defect patching and doping with UV/ozone treatment
液相剥离然后进行Langmuir-Blodgett自组装（LBSA）是一种很有前途的方法，可用于可规模化生产用于透明导体应用的石墨烯薄膜。然而，单层组装成薄膜通常会引起高密度的缺陷，导致阻碍实际应用的大的薄层电阻。我们引入UV/臭氧作为一种新型的光化学处理，其将LBSA石墨烯的薄层电阻降低三倍，同时保持高的光学透明度。这种处理对我们的膜的影响与其对机械剥离或CVD膜的影响相反，其中UV/臭氧在石墨烯平面中产生额外的缺陷，增加了薄层电阻。拉曼散射表明，暴露于UV/臭氧降低了LBSA石墨烯中的缺陷密度，其中边缘是主要的缺陷类型。FTIR光谱表明在暴露于臭氧期间氧与石墨烯晶格的结合。此外，功函数测量表明，处理掺杂的LBSA膜，使其更导电。这种与掺杂配对的缺陷修补导致改善LBSA石墨烯的透明导体性能的可访问方式，使得溶液处理的薄膜成为工业用途的候选者。
2019-08-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Silver catalyzed Fluorouracil degradation; a promising new role for graphene
化疗治疗通常包括通过中心静脉导管将氟尿嘧啶（5-Fu）与其他药物一起输送。导管及其连接器越来越多地涂覆（或浸渍）有银或银合金/化合物。导管破裂等并发症很常见，导致患者遭受额外痛苦，并增加医疗费用。在这里，我们通过对与化疗药物递送相关的表面化学的研究，即5-Fu和银之间的研究，发现了这种失败的可能原因。我们发现，银催化分解5-Fu，释放HF作为产品。该反应损害了治疗的有效性，同时释放出对患者和导管都有损害的HF。我们的研究不仅揭示了一个迄今为止被忽视的重要反应，而且还使我们能够提出石墨烯涂层抑制这种反应，并为癌症治疗应用提供卓越的性能。
2014-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Beam steering at the nanosecond time scale with an atomically thin reflector
本研究利用MoSe₂单层与石墨烯分裂栅结构，通过静电调控激子实现了纳秒级快速、大范围可调的二维光束转向，为原子级薄光学系统的发展提供了新途径。
2023-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Efficient Green Emission from Edge States in Graphene Perforated by Nitrogen Plasma Treatment
石墨烯的等离子体功能化是调节其掺杂水平的简便方法之一，而不需要使石墨烯光致发光的湿化学品。具有准自由悬浮顶层的双层CVD石墨烯的二维结构中的微观波纹（例如石墨烯波纹、纳米圆顶和气泡）可显著增强局部反应性，从而导致暴露于等离子体时的蚀刻效应。在这里，我们发现用氮等离子体处理的双层CVD石墨烯表现出有效的UV-绿-红发射，其中在250 nm处的激发导致分别在390、470和620 nm处具有峰值的光致发光。利用拉曼散射和椭圆偏振光谱研究了氧和氮等离子体掺杂对单层和双层CVD石墨烯光学性质的影响。用原子力显微镜研究了样品的表面形貌。结果表明，在氮等离子体处理后，双层石墨烯的顶层变得穿孔。我们的综合研究表明，占主导地位的绿色发射与填充氮的多孔石墨烯的边缘缺陷结构有关。在氮等离子体处理的多孔石墨烯中发现的有效发射可能对先进光电材料的开发具有重大潜力。
2019-11-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nonlinear magneto-optic effects in doped graphene and gapped graphene: a perturbative treatment
研究了垂直磁场作用下带隙石墨烯和掺杂石墨烯的非线性磁光响应。电子态用朗道能级描述，电子在光场中的动力学通过求解运动方程中的密度矩阵得到。在狄拉克点附近的线性色散近似，线性电导率和三阶非线性电导率的数值计算红外频率。研究了三次谐波产生、克尔效应、双光子吸收和四波混频等非线性现象。所有的光学电导率显示出强烈的依赖于磁场。在弱磁场下，我们对掺杂石墨烯的研究结果与文献中的结果一致。我们还提出了带隙石墨烯的电导率的光谱。在强磁场下，三阶电导率随磁场和光子能量的变化而出现峰值。这些峰是由不同朗道能级之间的共振跃迁引起的。分析了谐振通道、峰值位置和发散角。电导率可以被极大地修改，高达数量级。研究了电导率与能隙参数和化学势的关系。
2018-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable Interlayer Excitons in Bilayer Graphene Nanoribbons
本研究通过激发态密度泛函计算，证明扶手椅型双层石墨烯纳米带中存在强层间激子耦合，发现其具有室温长寿命辐射特性，并指出通过堆叠顺序工程可调控激子响应与寿命。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong Enhancement of Thermal Properties of Copper Films after Chemical Vapor Deposition of Graphene
我们证明了在Cu膜上化学气相沉积石墨烯强烈地增强了它们的热扩散率和热导率。石墨烯的沉积使9微米（25微米）厚的Cu膜的热导率在室温附近增加高达24%（16%）。有趣的是，所观察到的石墨烯涂覆的Cu膜的热性能的改善主要是由于在石墨烯沉积期间Cu形态的变化以及与其相关的温度处理，而不是石墨烯作为额外的热传导通道的作用。通过石墨烯涂层提高金属薄膜的热性能可能导致在电子电路和冶金中的应用。
2013-11-23 cond-mat.mtrl-sci
"Highly Conductive PDMS/Carbon Nanotube/Graphene Nanocomposites and Effect of Sulfuric Acid Treatment on Conductivity"
聚二甲基硅氧烷（PDMS）是一种绝缘体，通常用于微结构的制造，但需要导电的PDMS。因此，本研究主要集中于制备具有高导电性的PDMS纳米复合材料。因此，我们生产了高度导电的PDMS纳米复合材料，其填充有多壁碳纳米管（MWCNT）和石墨烯纳米片（GNP）。由于碳纳米管和纳米颗粒之间的协同效应，我们希望得到更多的导电纳米复合材料比PDMS纳米复合材料填充只有碳纳米管。此外，我们还研究了硫酸处理对所制备的PDMS/MWCNT/GNP纳米复合材料的表面组成和电导率的影响。结果表明，硫酸处理的样品的电导率显着高于未经处理的样品。电导率在270.7 ~ 1074.9S/m之间，其中酸处理样品的电导率较高。
2020-05-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Low-Contact-Resistance Graphene Devices with Nickel-Etched-Graphene Contacts
石墨烯基晶体管的性能通常受到金属-石墨烯接触两端的大电阻的限制。我们报告了一种实现石墨烯晶体管超低电阻金属接触的方法。通过在氢气中进行金属催化蚀刻的过程，在石墨烯中产生具有锯齿形边缘的多个纳米尺寸的凹坑，这些凹坑与沉积的镍金属化形成强化学键，用于源极-漏极接触，而不需要进一步退火。在电极金属化之前的这种容易的接触处理导致在单层石墨烯场效应晶体管中低至100 ohm-um的接触电阻，以及在双层石墨烯晶体管中低至11 ohm-um的接触电阻。该处理与互补金属氧化物半导体制造工艺兼容，并且在满足未来集成电路中石墨烯集成所需的接触性能方面具有很大的希望。
2013-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long triple carbon chains formation by heat treatment of graphene nanoribbon: Molecular dynamics study with revised Brenner potential
提出了加热石墨烯纳米带产生原子链的方法，并采用分子动力学模拟对其进行了研究。对Brenner势进行了修正，使之能更好地描述石墨烯中原子链、边和空位迁移的形成过程。在2500 K下，观察到了3和4原子排的边缘GNRs（3和4-ZGNRs）的一个根本不同的行为：在3-ZGNRs中形成了数百个原子长度的三重、双重和单重碳链，而在4-ZGNRs中仅用短链和GNR宽度减小进行边缘重构。通过分析键重组反应揭示了3-ZGNRs中的链形成机制，并基于两个过程的相互作用。第一个是3个锯齿形原子排之间的键断裂，导致三重链形成。第二种是在同一锯齿形原子行内的键断裂，其主要通过生成五边形而发生，随后五边形中的键断裂并导致单链或双链形成。对相关反应势垒的DFT计算与提出的机理一致。讨论了基于链的纳米电子器件具有可控数量的链的可能性。
2018-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature and Face Dependent Copper-Graphene Interactions
石墨烯与金属之间的相互作用是石墨烯大面积制备、石墨烯转移以及石墨烯器件中接触质量的重要问题。我们展示了一种简单的方法，通过热处理，在298 K至1073 K的温度下，估计和操纵石墨烯和铜单晶之间的相互作用水平。我们进行了原位拉曼光谱，显示了热处理期间覆盖石墨烯的Cu面特异性行为。在Cu（111）上，相互作用与理论预测一致并且保持稳定，而在Cu（100）和Cu（110）上，最初非常弱的相互作用弱相互作用和电荷转移可以通过加热来调节。我们的结果还表明，在Cu（100）和Cu（110）上生长的石墨烯与铜衬底分离，从而与Cu（111）相比，可能实现更容易的石墨烯转移过程。
2021-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
PEGylated Nano-Graphene Oxide for Delivery of Water Insoluble Cancer Drugs
众所周知，许多有效的芳香药物是不溶于水的，这阻碍了它们用于疾病治疗。在这项工作中，我们功能化纳米氧化石墨烯（NGO），一种新型的石墨材料，与支化聚乙二醇（PEG），以获得生物相容性NGO-PEG共轭稳定在各种生物溶液中，并使用它们连接疏水性芳香族分子，包括喜树碱（CPT）类似物，SN 38非共价通过π-π堆叠。所得的NGO-PEG-SN 38复合物表现出优异的水溶性，同时保持其与有机溶剂中的游离SN 38分子类似的高癌细胞杀伤效力。NGO-PEG-SN 38的功效远高于伊立替康（CPT-11），伊立替康是FDA批准的用于治疗结肠癌的水溶性SN 38前药。我们的研究结果表明，石墨烯是一类新型材料，有望用于生物应用，包括未来用各种芳香族低溶解度药物进行体内癌症治疗。
2008-07-30 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph q-bio.TO
Gate-tunable phonon magnetic moment in bilayer graphene
本文提出第一性原理量子方法计算固体声子磁矩，在栅控双层石墨烯中发现经典理论无法解释的显著且栅压可调磁矩，证明量子处理的必要性。
2023-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Making Graphene Luminescent
我们发现，强烈的光致发光（PL）可以诱导在单层石墨烯上使用氧等离子体处理。PL特性在整个薄片上是空间均匀的，并且连接到与无间隙原始石墨烯的弹性散射光谱明显不同的弹性散射光谱。当处理多层样品时，氧等离子体可用于选择性地转化最顶层
2009-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Screening and gap generation in bilayer graphene
本文提出了激子绝缘体中能隙产生和库仑屏蔽的完全自洽处理方法。该方法是基于相关的动力学变量的运动方程结合变分方法。应用理论的双层石墨烯的模型系统，一个激子基态的间隙超过10毫电子伏的预测。
2013-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
CO2 Laser-Induced Growth of Epitaxial Graphene on 6H-SiC(0001)
SiC表面的热分解可能提供了在电子平台中有用的材料上外延生长石墨烯的最有前途的方法。目前，努力集中在用于大面积、低应变外延石墨烯的生长的可靠方法上，这仍然缺乏。本文报道了一种利用红外CO2激光（10.6 μm）作为加热源，在SiC（0001）表面快速、单步外延生长大面积均匀石墨烯薄膜的新方法。除了能够实现可以控制外延石墨烯的堆叠顺序的极端加热和冷却速率之外，该方法是成本有效的，因为它不需要SiC预处理和/或高真空，它在低温下操作并在第二时间尺度中进行，从而为EG制造提供绿色解决方案，并通过聚焦激光束在SiC上设计石墨烯图案。通过扫描电子显微镜和X射线光电子、二次离子质谱和拉曼光谱证明了均匀、低应变的石墨烯膜。考虑到CO2激光诱导的石墨烯生长的高速率和缺乏严格的样品环境条件，本文所述方法的工业水平的可扩展性似乎是现实的。
2012-01-04 cond-mat.mtrl-sci
TiO2 Nanocrystals Grown on Graphene as Advanced Photocatalytic Hybrid Materials
通过在氧化石墨烯（GO）片上直接生长TiO 2纳米晶，成功制备了石墨烯/TiO 2纳米晶杂化材料。通过两步法实现了纳米晶在GO片上的直接生长，即首先通过水解将TiO 2包覆在GO片上，然后通过水热处理将TiO 2晶化为ZnO纳米晶。通过使用EtOH/H2O混合溶剂和添加H2SO 4的缓慢水解反应允许在GO上选择性生长TiO 2并抑制溶液中的自由生长。该方法提供了容易获得GO/TiO 2纳米晶体混合物，其具有良好控制的涂层和TiO 2与下面的GO片之间的强相互作用。这种强耦合可能会导致先进的混合材料用于各种应用，包括电子束。所制备的石墨烯/TiO 2纳米晶体混合物在降解罗丹明B方面表现出优于其他TiO 2材料的光催化活性，表现出令人印象深刻的3倍光催化增强超过P25。预计这种杂化材料也有可能用于各种其他应用，包括锂离子电池，其中与TiO 2纳米颗粒的强电耦合是必不可少的。
2010-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Reduction and simultaneous doping of graphene oxide to repel LDL in treatment of atherosclerosis disease
当存在内皮功能障碍时，动脉粥样硬化疾病发展，使得作为胆固醇载体在血液中行进的低密度脂蛋白（LDL）很可能穿透内皮层，触发动脉粥样硬化斑块的形成并导致血管阻塞。一段时间以来，被称为支架的设备被用来重新打开堵塞的动脉，允许恢复血液流动。然而，这种治疗具有缺点，如发展支架内再狭窄和动脉粥样硬化的进展，再次堵塞血管。由于这些原因，有必要开发新材料和策略，重点是预防和纠正这种病理及其后续并发症。研究了一种还原原位氮掺杂氧化石墨烯（N-rGO）的方法。通过XPS，证明了9.57%原子的氮掺杂，并且发现吡咯型氮是主要的。由于氮掺杂和吡咯位点，N-rGO表面达到高水平的负电荷，这通过静电力显微镜（EFM）和不同氧化水平的LDL与合成的N-rGO之间的润湿性测试来验证;获得了在95.7°和130.4°之间的接触角，这表明两种材料之间的排斥。还通过SEM和TEM表征了N-rGO，其中观察到这种类型的材料的典型褶皱形态，并且区分了GO的六方原子排列。最后，使用3-（4，5-二甲基噻唑基）-2，5-二苯基溴化四氮唑（MTT）测定对人脐带内皮细胞（HUVEC）进行细胞活力测试，以分析在不同浓度的N-rGO下的细胞反应，获得高达100（μg/mL）浓度的有利行为。
2019-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.chem-ph
Tuning the work function of graphene toward application as anode and cathode
21世纪技术的快速进步要求新的多功能材料适用于各种行业。二维（2D）材料预计将对未来电子和光电子器件的成本、尺寸、重量和功能产生革命性的影响。石墨烯作为传统导电透明金属氧化物的替代品可能发挥核心作用。由于其功函数（WF）是可调的，石墨烯表现出有趣的能力，在电子和光电子器件中充当两种不同的角色，既作为阳极又作为阴极。在介绍了一些基本概念之后，本文综述了石墨烯调谐WF控制的最重要进展，突出了石墨烯电子能带结构的特殊性，并认识了测量WF的不同方法。厚度的影响，接触，化学掺杂，UV和等离子体处理，缺陷，和官能团的氧化石墨烯的类型被认为是与调制材料的应用程序。审查的结果，组织在查找表中，已被用来确定调优方法的优点和主要挑战。
2019-05-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Photon properties of single graphene nanoribbon microcavity laser
在这项工作中，我提出了一个方案，关于一个单一的石墨烯纳米粒子（GNR）发射器在微腔中，并专注于一个完全量子力学处理模型，包括激子相互作用，以研究光子的性质和激光作用。当单扶手椅边缘GNRs（AGNRs）微腔系统被泵浦时，激子-光子耦合提供更多的光子并增强光子发射过程，使其本质上成为激光对象。理论结果表明，半导体微腔系统中的单个AGNR可以作为一种具有超低阈值的纳米激光器。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tunable microwave absorption performance of nitrogen and sulfur dual-doped graphene by varying doping sequence
硫氮双掺杂石墨烯在氧还原反应、超级电容器和电池等领域得到了广泛的研究，但其磁性和吸附性能尚未被探索。此外，硫、氮原子的掺杂顺序对双掺杂石墨烯的形貌、结构及相应的微波吸收性能的影响还有待进一步研究。本工作采用可控的两步简易热处理方法成功制备了不同掺杂顺序的氮硫双掺杂石墨烯。第一次掺杂过程对双掺杂石墨烯样品的形貌、晶粒尺寸、层间距、掺杂程度以及最终的磁性和微波吸收性能起着决定性的作用。同时，第二掺杂步骤影响掺杂位点，并进一步对最终掺杂的石墨烯具有修复或损伤作用。双掺杂石墨烯样品具有两个明显的吸收峰，其强度由掺杂元素的顺序决定。这种具有受控掺杂顺序的氮和硫双掺杂石墨烯提供了一种策略，用于理解氮和硫作为石墨烯中的双掺杂剂之间的相互作用，并通过改变掺杂顺序进一步获得具有可调吸收带的微波吸收材料。
2020-03-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
