Reduced Graphene Oxide and Its Natural Counterpart Shungite Carbon
从量子化学的角度解释了还原氧化石墨烯（RGO）的各种结构和化学组成。由现代石墨烯科学获得的大量经验支持的氧化石墨烯的相关分子理论已经导致了多阶段氧化石墨烯还原概念的基础。这种微观的方法已经找到了一个明确的确认时，分析现有的经验数据有关的合成和天然RGO产品，后者在考虑shuntered碳，建议其结构的原子-微观模型。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Molecular beam epitaxy growth of SrO buffer layers on graphite and graphene for the integration of complex oxides
我们报道了利用分子束外延技术在高度有序的热解石墨（HOPG）和单层石墨烯上成功地生长了高质量的SrO薄膜。SrO层具有（001）取向，如通过X射线衍射（XRD）所证实的，而原子力显微镜测量显示连续的无针孔膜具有<1.5 μ m的均方根表面粗糙度。SrO沉积后的剥离的石墨烯的运输测量显示狄拉克点和Sr氧化之间的强烈依赖性。随后，利用SrO作为缓冲层，通过在SrO/HOPG叠层顶部生长的（001）取向SrTiO 3的演示，实现更复杂的氧化物集成。
2015-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene oxide dielectric permittivity at GHz and its applications for wireless humidity sensing
氧化石墨烯的相对介电常数，其实部和虚部，已被测量在各种湿度条件下在GHz。它表明，相对介电常数随着湿度的增加而增加，由于水分的吸收。氧化石墨烯的这种电特性被用于通过用氧化石墨烯层涂覆印刷的石墨烯天线来创建无电池无线射频识别（RFID）湿度传感器。这种氧化石墨烯/石墨烯天线的谐振频率以及反向散射相位变得对周围湿度敏感，并且可以由RFID读取器检测到。这使得无电池无线监测本地湿度与数字识别附加到任何位置或项目，并铺平了道路，为物联网应用的低成本高效传感器。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of Edge Roughness on Electronic Transport in Graphene Nanoribbon Channel Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors
报道了量子力学模拟结果，研究了石墨烯纳米晶金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）中边缘无序对输运的影响。边缘无序的添加显著降低了导通状态电流并增加了截止状态电流，并且在器件之间引入了广泛的可变性。这些效果会随着色带宽度的增加和边缘的平滑而减小。然而，带隙随着宽度的增加而减小，从而增加了带间隧穿介导的亚阈值漏电流，即使是完美的纳米带。这些结果表明，如果在制造过程中没有原子级精确的边缘控制，通过使用石墨烯来实现MOSFET性能增益将是困难的。
2007-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Free Standing Epitaxial Oxides Through Remote Epitaxy: The Role of the Evolving Graphene Microstructure
本研究揭示了石墨烯微结构损伤与氧化物外延质量的关联，通过采用大晶粒尺寸石墨烯和可控孔径法，成功制备并转移了高质量自支撑氧化物薄膜，推动了功能氧化物的异质集成与商业化应用。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Femtosecond Photoexcited Carrier Dynamics in Reduced Graphene Oxide Suspensions and Films
我们报告了飞秒光激发载流子在单层还原氧化石墨烯片悬浮在水中，以及几层厚的膜沉积在铟锡氧化物涂层玻璃板使用泵浦-探测差分透射光谱在790 nm的超快响应。载流子弛豫动力学有三个组成部分：~200 fs，1至2 ps和~25 ps，所有这些都与泵浦能量密度无关。可以看出，分配给热光学声子的寿命的第二分量（1至2 ps）对于悬浮液中的石墨烯较大，而另外两个时间常数对于悬浮液和膜两者是相同的。三阶非线性极化率的值估计从泵探测实验获得的悬浮液的开孔Z扫描结果进行了比较。
2011-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Understanding water permeation in graphene oxide membranes
由于石墨烯衍生膜在过滤和分离应用中的潜力，近年来通过石墨烯衍生膜的水传输获得了很大的兴趣。在这项工作中，我们探索水渗透氧化石墨烯膜使用原子模拟，通过考虑流动通过层间画廊，膨胀的孔隙，如褶皱的interedge空间，和孔内的片材。我们发现，虽然可以通过纳米限制建立流动增强，但通过原始石墨烯通道的快速水运输被氧化区域之间形成的毛细管的突出侧钉扎效应所禁止。然后，我们讨论流动增强的情况下，根据最近的几个实验。这些理解最终被整合成一个完整的画面，以了解水渗透通过逐层和多孔微结构，并可以指导合理设计的功能膜的能源和环境应用。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detection of High Energy Ionizing Radiation using Deeply Depleted Graphene-Oxide-Semiconductor Junctions
石墨烯的线性能带结构和二维态密度为感测电荷提供了隐含的优势。这里，这些优点在深度耗尽的石墨烯-氧化物-半导体（D2 GOS）结检测器架构中被利用，以感测由电离辐射产生的载流子。具体而言，硅基D2 GOS结的室温响应进行了分析，在用20 MeV的Si 4+离子辐照期间。证明了12-1200离子剂量范围内的检测，器械功能保持不变，没有实质性退化。为了理解器件响应，D2 GOS像素在辐照后通过电表征、拉曼光谱和光电流映射的组合来表征。这种组合的表征方法强调了辐照对石墨烯造成的可辨别的损伤的缺乏，同时突出了入射离子和硅吸收剂之间的相互作用的性质。
2022-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduced graphene oxide for control of octahedral distortion in orthorhombic Pbnm perovskite
钙钛矿和相关结构因技术上有用的应用而闻名。钙钛矿晶体中的结构变化导致可以通过外力调节的新特性。该研究试图调节仅由还原氧化石墨烯（RGO）驱动的钙钛矿化合物LaFeO 3的变形，并使用关键参数-电化学电导率来证明其效果。采用水热法制备了一系列石墨烯浓度变化的纳米复合材料。用X射线衍射和Rietveld精修研究了晶体畸变。通过对X射线光电子能谱学中氧离子峰和铁离子峰的分析，结合拉曼光谱，对畸变过程有了清晰的认识。扭曲对石墨烯基体生成的分散相的显著影响被创造为一个新的短语Graphenostortion。研究表明，石墨化的环境起源于氧官能团与LaFeO 3的相互作用。受非晶格氧的百分比浓度影响的键共价的变化使石墨烯纳米复合材料的Pbnm几何形状变形。开发的变形机制是在良好的协议与电化学活性研究。RGO作为一种控制金属氧化物变形的工具，可以促进石墨烯纳米复合材料技术应用中的新方面。
2018-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular theory of graphene oxide
应用于石墨烯氧化物，石墨烯的分子理论是基于氧化物分子起源，当它被认为是与特定氧化反应相关的石墨烯分子多衍生物系列中的最终产物时。氧化石墨烯结构是在适当的计算过程中产生的，所述计算遵循考虑到石墨烯分子的自然自由基化、奇电子的相关性、结构对性质的极强影响、分子行为对外部因素的小作用的急剧响应的算法。总的来说，理论设施允许对氧化石墨烯化学的热点进行清晰，透明和可理解的解释，并提出化学生产和化学还原的氧化石墨烯的可靠模型。
2012-12-27 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
Transparent and conductive graphene oxide-polyethylenglycol diacrylate coatings obtained by photopolymerization
以水分散氧化石墨烯片为原料，通过光聚合法制备了石墨烯-聚乙二醇二丙烯酸酯树脂复合材料。发现石墨烯片在树脂系统内经历优异的形态分布，产生相对于纯树脂具有未改变的热性质的透明复合材料，其在低至0.02%wt的氧化石墨烯的负载比下是导电的。基于光聚合的方法提供了一种简单、节能和环境友好的技术，可以在涂料技术中找到广泛的应用，主要用于电磁屏蔽和抗静电涂料。
2010-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
$π$-bonding-dominated energy gaps in graphene oxides
采用第一性原理计算方法研究了氧浓度从1%到5 0%的氧化石墨烯的化学键。能隙主要由C-C、O-O和C-O键轨道杂化的竞争决定。它们对氧浓度和分布的变化非常敏感。从完全吸附到吸附消失的变化过程中，存在五种类型的$π$键，即完全终止键、部分抑制键、一维键、变形平面键和良好键。它们可以解释有限和无间隙特性，分别对应于$>$ 25\%和$<$ 3\%的O-浓度。这些特征丰富的化学键控制着能带结构和态密度，导致了不同的电子性质。
2015-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal Fabrication of Graphene/Perovskite Oxide Hybrid Heterostructures
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Sejong University（世宗大学）；Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院）；The University of Tennessee（田纳西大学）
本研究提出了一种通用、无催化剂的方法，通过三种不同的钙钛矿氧化物基板在大气化学气相沉积下直接生长石墨烯，实现了在绝缘基板上均匀单层石墨烯的制备，并揭示了基板诱导的晶格声子和电子-声子耦合现象。
2025-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards Optimized Charge Transport in Multilayer Reduced Graphene Oxides
在石墨烯基复合材料应用的背景下，非常需要对多层还原氧化石墨烯（rGO）中的电荷传导的完整理解。然而，这些rGO化合物的特征在于取决于用于其合成的化学方法的多种和不同的无序来源。最重要的是，层间相互作用在促进或破坏电子流中的确切作用仍然不清楚。在这里，由于一个多尺度的计算方法相结合的第一性原理计算与大规模的传输模拟的发展，在多层rGO的传输标度律被解开，解释为什么随着膜厚的增加扩散的。相比之下，接触膜被发现表现出相反的趋势时，平均自由程变得短于沟道长度，因为导电变得主要由层间跳跃驱动。这些预测与实验数据相比是有利的，并开辟了一条道路，优化石墨烯基复合材料与改善的导电性。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Femtosecond Pump-Probe Studies of Reduced Graphene Oxide Thin Films
利用超快泵浦-探测光谱技术研究了还原氧化石墨烯薄膜中光生载流子的动力学行为。在9 ~ 300 K的温度范围内测量了随时间变化的差分透射率。在每个样品温度和探针延迟下，差分传输的符号保持为正。观察到一个快速的热载流子的能量弛豫，并被发现是独立的样品温度。我们的实验表明，还原氧化石墨烯中的载流子动力学与其他类型的石墨烯相似，并且差分传输是由载流子的相态填充引起的。
2010-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
On the stability and existence of nitro-graphene, nitro-graphane, and nitro-graphene oxide
在这里，硝基石墨烯衍生物与未受干扰的石墨烯骨架的存在的可能性被认为是。基于第一性原理计算，它表明，虽然NO $_2$是无法形成共价键与裸石墨烯，它成为可能在某些结构的石墨烷，氟石墨烯，和氧化石墨烯。本文提出，除其他外，对C-NO $_2$键合强度的环境影响的分析。作者认为，这些材料的潜在前景和可能的合成路线的讨论，将有助于进一步研究石墨烯基材料。
2020-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Oxide flakes: methods and techniques for properties at interfaces
氧化石墨烯和还原氧化石墨烯是用于光子学和电子器件的有趣材料，其固有特性和作为石墨烯合成的前体两者。无论应用和工程目的如何，都需要精细控制化学和物理性质，因为石墨烯基系统的性能取决于氧化石墨烯的还原状态，并且可以受到界面相互作用和邻近效应的强烈影响。因此，需要一种用于电、电子和化学性质的局部控制的方法。近边X射线吸收精细结构光谱和导电原子力显微镜的协同应用是实现这一目的的一种强有力的方法，可以对简单和复合样品（包括具有介电不连续性的样品）进行全面表征。氧化石墨烯/金（GO/Au）和氧化石墨烯/氧化硅（GO/SiO2）已被选择作为实例的证明。结果表明，该方法允许相关的化学，电子和物理性质的形态特征和局部电导行为。
2014-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Battery made of Low Cost Reduced Graphene Oxide
石墨烯可以从环境热量中收集能量并将其转化为电能，这使其成为制造自供电设备的理想候选者。然而，该技术的成本较高，限制了其实际应用。在这项工作中，我们证明了可以通过使用低成本的还原氧化石墨烯（RGO）、石墨电极和低成本的玻璃基板来降低成本。结果表明，该技术对“电池”行业具有实用价值。
2012-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Topological Influence of Sextets on Graphene Oxide Nanostructure
本研究通过图论微扰分析和分子模型，揭示氧化石墨烯中六元环拓扑结构强制形成1,4-醌型通道，并解释其表面化学性质，为理解GO的化学谜团提供新视角。
2025-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visible evidence to magnetism of graphene oxide
氧化石墨烯在催化剂、吸附剂、氧化剂等广泛应用中的多种潜力继续令科学界感到惊讶，是由不断揭示其奇妙本质所决定的。其中，磁性最终不能被肉眼识别和直接观察到。在此，我们报道了氧化石墨烯在普通Nd-Fe-B磁体的外部磁场下简单地定向迁移和沉积在一起，而氧化石墨烯的铁磁性没有表现出铁那么强。因此，我们说明了这一有趣的途径，以保持接近这样的二维碳材料和潜在的促进磁性取向的应用。
2018-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Atomic layer deposition of high-k oxides on graphene
高介电常数氧化物在石墨烯上的原子层沉积。
2011-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Carbon mono and dioxide hydrogenation over pure and metal oxide decorated graphene oxide substrates: insight from DFT
基于第一性原理密度泛函理论计算，我们探索了氧化石墨烯表面上一氧化碳和二氧化碳转化为甲烷的能量学。类似于最近发现的各种有机物质在该催化剂上的水合，从氧化石墨烯的羟基转移氢原子提供了碳氧化物的逐步转化氢化。在室温下模拟的反应的估计产率为约0.01%的一氧化碳和二氧化碳。为了模拟氧化石墨烯/金属氧化物复合材料，计算了MO_2（M = V，Cr，Mn，Fe）存在下的氧化石墨烯/金属氧化物复合材料。这些计算的结果表明，显着降低的能量成本和反应产率增加到0.07%，这是相当的效率，这些反应在铂和铼基光催化剂。将温度增加到100 ℃的值应提供一氧化碳和二氧化碳的总转化率。
2013-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Degradation of Methylene Blue using Graphene Oxide-Tin Oxide Nanocomposite as Photocatalyst
由于染料在纺织、造纸、塑料、制革和油漆等行业的使用越来越多，过去几十年来，环境污染和人类接触染料的情况急剧增加。这些染料可通过使水着色和通过阻碍光穿透而诱导水生生物的光合作用活性而导致水质恶化。此外，一些染料被认为对人类健康具有致癌性和致突变性。因此，近年来，从废水中有效地处理和去除染料引起了相当大的关注。光催化由于其反应条件温和、降解率高、应用范围广、操作简便等优点，是解决环境污染问题的一种很有前途的方法。本文报道了氧化石墨烯-氧化锡（GO-SnO 2）纳米复合材料的制备及其对亚甲蓝的脱色效果。采用液相共沉淀法制备氧化锡，采用溶液混合法制备氧化石墨烯-氧化锡（GOSnO 2）纳米复合材料。二氧化锡（SnO 2）纳米粒子作为光催化剂用于水净化和环境净化已受到广泛的研究，但光生电子空穴对（EHP）复合是限制因素之一。氧化石墨烯-氧化锡（GO-SnO 2）纳米复合材料非常有利于克服这一局限性的光催化应用。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDX）对合成的氧化石墨烯（GO）和GO-SnO 2纳米复合材料进行了表征。与SnO 2和氧化石墨烯相比，GO-SnO 2纳米复合材料对亚甲蓝具有更好的光催化降解效果。关键词：氧化石墨烯（GO），亚甲蓝，纳米复合材料，光催化剂，光降解，氧化锡（SnO 2）。
2018-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Layered, Tunable Graphene Oxide-Nylon Heterostructures for Wearable Electrocardiogram Sensors
纳米级工程材料与可穿戴无线技术相结合，可以提供新水平的健康监测。开发并测试了还原氧化石墨烯-尼龙复合材料，通过与广泛使用的ECG传感器之一进行比较，证明了其作为可穿戴长期心电图（ECG）监测传感器材料的有用性。通过扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）的结构分析表明，在宏观尺度上的缺陷数量有限。傅里叶变换红外（FTIR）和拉曼光谱确认存在的rGOx，和D-和G-功能的比例作为厚度的函数与电阻率分析相关。缺陷的影响可以忽略不计，电学和光学特性的可调谐性，以及实时ECG数据，证明了其信号转导能力。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic Layer Deposition of Metal Oxides on Pristine and Functionalized Graphene
我们研究了金属氧化物在原始石墨烯和功能化石墨烯上的原子层沉积（ALD）。在原始石墨烯上，ALD涂层只能在边缘和缺陷部位上主动生长，其中悬挂键或表面基团与ALD前体反应。这提供了一种简单的方法来装饰和探测石墨烯平面中的单个缺陷位点。我们使用二萘嵌苯四甲酸（PTCA）功能化石墨烯表面，并选择性地引入密集的表面基团在石墨烯上。在大面积上实现了在PTCA石墨烯上的均匀的CVD ALD涂层。该功能化方法可用于在未来的石墨烯电子学中集成高介电常数材料。
2008-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial two-dimensional oxide enhances photocatalytic activity of graphene/titania via electronic structure modification
本研究揭示界面二维氧化物层通过诱导石墨烯p型掺杂和Ti d态移动，降低载流子复合概率，从而增强石墨烯/二氧化钛异质结构的光催化活性。
2023-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Structure and Synthesis of graphene oxide
氧化石墨烯（GO）被认为是一种典型的二维结构含氧平面分子材料。由于其独特的理化性质，引起了多学科研究者的极大关注。然而，用于描述GO结构的模型仍在争论中，并不断更新。目前，大规模生产的合成方法看似丰富，但实际上，由少数思想体系主导。本文旨在对氧化石墨烯的合成及其结构进行一个简短但关键的回顾，涉及相关的同行工作。
2019-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Air filtration from sarin/air mixture by porous graphene-oxide membranes: a molecular dynamics study
沙林是一种非常致命的合成有机磷化合物，抑制神经系统肌肉控制。虽然不再被用作化学武器，但它仍然令当局担心可能被恐怖分子使用。由于沙林的高杀伤力，大多数关于沙林的研究都是理论/计算的，并且集中在其检测和降解方面。关于空气过滤沙林毒气的研究很少。在这里，氧化石墨烯为基础的膜过滤沙林/空气混合物的空气的潜力进行了研究，通过经典的分子动力学模拟。考虑了由一个和两个多孔还原氧化石墨烯（rGO）纳米片形成的膜。沙林和空气分子通过这些膜从一个高度集中的区域到一个空的，作为温度和沙林/空气相对浓度的函数进行评估。沙林分子被困在纳米片中的羟基和羧基化学基团，而空气分子（N $_2$，O $_2$和Ar）通过膜的相当大的通道进行了验证。结果表明，即使在高温下，rGO膜也能阻止沙林通过，从而表明它们有可能用作沙林气体的过滤器。
2021-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Restoring the electrical conductivity of graphene oxide films by UV light induced oxygen desorption
报道了一种无化学还原氧化石墨烯（GO）薄膜的方法。观察到对于在空气中退火的GO膜，氧物质如何在暴露于UV光时从GO表面解吸，以及这种脱氧GO膜的表面电阻率如何随着暴露于UV光的增加而降低。所获得的结果为将GO基材料集成到光电子器件中开辟了一条干净且简单的路线。
2011-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Enhanced Hot-Carrier Luminescence in Multilayer Reduced Graphene Oxide Nanospheres
我们报道了一种通过增强载流子散射而不是直接改变多层还原氧化石墨烯（rGO）纳米球中的能带结构来促进石墨烯材料中的光致发光发射的方法。我们有意地卷曲石墨烯层以形成纳米球，通过用球形聚合物模板还原氧化石墨烯来操纵载流子散射。这些纳米球产生热载流子发光，与平面纳米片相比，发射效率提高了十倍以上。随着激发功率的增加，纳米球的热载流子发光表现出异常的光谱红移，其动力学特征与增强的电子-声子耦合有关。这些实验结果可以通过考虑屏蔽库仑相互作用得到很好的理解。随着载流子密度的增加，降低的屏蔽效应促进载流子散射，这增强了来自这种多层rGO纳米球的热载流子发射。这种载波散射的情况下，进一步证实了泵浦探测测量。
2013-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Anisotropy of Thermal Conductivity of Free-Standing Reduced Graphene Oxide Films Annealed at High Temperature
我们研究了经受高达1000 C的高温处理的独立式还原氧化石墨烯膜的热导率。结果发现，高温退火显着增加的面内热导率，K，在室温下从3 W/mK到61 W/mK的膜。在1000 ℃下退火的还原氧化石墨烯膜中，交叉平面热导率Kc显示出有趣的相反趋势，即降低至0.09 W/mK的非常小的值。所得到的薄膜表现出非常强的各向异性的热导率，K/Kc ~ 675，这是大大大于甚至在高品质的石墨。退火膜的电阻率降低到1 - 19欧姆/平方。从理论上解释了所观察到的面内和跨面热导率分量的修改导致不寻常的K/Kc各向异性。理论分析表明，随着sp2畴尺寸的增加和氧含量的进一步降低，K可以达到高达~500 W/mK。这些膜的强各向异性热传导性质可用于热管理中的应用。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonmonotonic magnetic field dependence of remanent ferroelectric polarization in reduced-graphene-oxide-BiFeO$_3$ nanocomposite
在还原氧化石墨烯（RGO）和BiFeO $_3$（BFO）的纳米复合材料中，当外加磁场在0-20 kOe范围内扫过原始样品时，室温下的还原铁电极化遵循非单调的磁场依赖性。反射铁电极化是从直接测量的组装纳米粒子和粉末中子衍射图案下记录0-20 kOe的字段。BFO的纳米尺寸（$\sim$ 20 nm）颗粒通过Fe-C键锚定到RGO的石墨烯片上，伴随着Fe-O键中共价的上升。由于分别界面和体磁化引起的磁致伸缩的正和负磁电耦合之间的场依赖性竞争似乎引起所观察到的非单调场依赖性的极化。Fe-C键的出现以及界面区域的磁性和电子结构的变化显著地影响了铁电和磁性之间的耦合，从而创造了通过石墨烯/单相多铁性系统的纳米复合材料或异质结构中的界面重构来调节磁电性能的新途径。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally and Electrically Conductive Nanopapers from Reduced Graphene Oxide: effect of nanoflakes thermal annealing on the film structure and properties
在这项研究中，我们报告了一种不同的策略，从直接真空过滤制备石墨烯纳米纸。代替常规方法，即在极高温度下对由氧化石墨烯（GO）或部分还原的GO制备的纳米纸进行热退火，我们直接从完全还原的氧化石墨烯（RGO）的悬浮液制造我们的石墨烯纳米纸，所述悬浮液在RGO和在真空中在1700 °C下热退火之后获得。通过使用这种方法，我们研究了热退火对宏观石墨烯基纸物理性能的影响。事实上，我们证明了由退火RGO制备的石墨烯纳米纸的热和电性能的增强受到不存在氧官能团和纳米片形态的强烈影响。因此，我们的方法可以被认为是一个有效的替代经典的方法。
2017-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Oxide as an Optimal Candidate Material for Methane Storage
甲烷是天然气的主要成分，它与纳米结构碳的结合力太弱，无法达到车载储存的目标。我们使用密度泛函理论计算表明，用氧化石墨烯代替石墨烯使甲烷的吸附能增加了50%。这种增强足以实现最佳结合强度。为了深入了解这种增加的结合的来源，也可以用来制定新的存储材料的设计原则，我们考虑了一系列模型系统，逐步将我们从石墨烯带到氧化石墨烯。对甲烷分子和氧化石墨烯之间弱结合的各种贡献的仔细分析表明，增强具有来自伦敦色散相互作用以及德拜相互作用和高阶静电相互作用的重要贡献，主要由环氧基的存在引起的几何曲率辅助。
2015-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Role of substrate on interaction of water molecules with graphene oxide and reduced graphene oxide
研究了在可控湿度环境下金属（Pt）和绝缘（Si3N4）衬底上氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（RGO）的局域电子性质。我们证明，支持基板起着至关重要的作用，这些材料与水的相互作用，与铂使GO和RGO不敏感的湿度变化和环境的变化。另一方面，在Si3N4基材的情况下，证明了GO和RGO之间相对于湿度变化的显著差异，表明RGO在约60%R.H和约30%R.H下完全覆盖水。对于GO。无论衬底如何，GO和RGO都表现出它们的电子性质对材料厚度的相对独立性，当经受湿度变化时，对于1层、2层和3层观察到类似的趋势。这表明材料厚度在基于GO的湿度传感器中的作用相对较小。
2018-04-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Graphene Oxide vs. Reduced Graphene Oxide as saturable absorbers for Er-doped passively mode-locked fiber laser
在这项工作中，我们展示了全面的研究氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）为基础的可饱和吸收体（SA）的锁模掺铒光纤激光器。本文介绍了这两种可饱和吸收体的制作工艺，并对它们的参数进行了详细的比较。我们的研究结果表明，在所研究的SA之间的激光性能没有显著差异。两者都提供了稳定的，锁模操作与子400 fs孤子脉冲和超过9 nm的光带宽在1560 nm的中心波长。已经表明，GO可以成功地用作有效的SA，而不需要将其还原为rGO。考虑到更简单的制造技术和大规模生产的可能性，GO似乎是一个很好的候选人作为一个具有成本效益的材料，可饱和吸收的掺铒光纤激光器。
2012-10-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Contrary Effect of B and N Doping into Graphene and Graphene Oxide Heterostructures with MoS$_2$ on Interface Function and Hydrogen Evolution
二硫化钼（MoS $_2$）作为一种高效、低成本的制氢光催化剂受到关注，但其电导率低，光生载流子复合率高。在这项工作中，我们研究了MoS $_2$异质结构与石墨烯变体（GV），包括石墨烯，氧化石墨烯，以及它们的硼和氮掺杂的变体，通过使用第一性原理计算。对石墨烯和氧化石墨烯复合材料进行了系统的比较，阐明了B和N掺杂对界面功能和析氢的相反影响。我们发现，在形成的接口的一些量的电子电荷转移从GV侧的MoS $_2$层，诱导界面偶极子的创建和功函数的减少，这是更明显的氧化石墨烯复合材料。此外，我们的研究结果表明，N掺杂通过形成施主型界面态来增强界面功能，而B掺杂通过形成受主型界面态来降低这些功能。然而，B掺杂体系表现出较低的吉布斯自由能差的GV侧的氢吸附比N掺杂体系，这值得考虑在新的功能光催化剂的设计。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Ambient condition production of high quality reduced graphene oxide
还原氧化石墨烯成为应用于各种光学、电子和传感器器件的最受欢迎的材料之一。尽管已经报道了许多用于还原氧化石墨烯合成的方法，但它们通常会引起与其效率，质量和环境影响相关的问题。这项工作展示了一种简单，环保和有效的方法，在环境条件下使用纳秒红外激光照射还原氧化石墨烯。结果，拉曼谱带强度比I（G）/I（D）为4.59，平均微晶尺寸为~90 nm。这种石墨烯的质量比大多数现有方法所能达到的质量更高。此外，所展示的还原技术允许选择性还原氧化石墨烯并控制材料表面上官能团的量。根据所提出的技术制造的气体传感器有效地检测NO $_2$、NH $_3$和H $_2$ S，灵敏度低至10 ppm。
2018-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Insulator to semi-metal transition in graphene oxide
描述了渐进还原的氧化石墨烯（GO）的输运性质。电子性质的演变表明，合成的GO经历绝缘体-半导体-半金属的转变与还原。表观输运能隙范围为10 ~ 50 meV，随着能量的减小，能隙趋于零.在不同程度的减少的测量表明，减少GO的运输发生通过可变范围的跳跃和进一步减少导致可用的跳频站点的数量增加。
2009-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Solution-Processable Graphene Oxide as an Efficient Hole Injection Layer for High Luminance Organic Light-Emitting Diodes
介绍了可溶液加工的氧化石墨烯（GO）作为空穴注入层在有机电致发光器件（OLED）中的应用。仅在10 V下就获得了超过53，000 cd m-2的高亮度。结果将开启在柔性OLED和其他电极应用中应用GO的途径。
2014-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Tunable room-temperature ferromagnet using an iron-oxide and graphene oxide nanocomposite
磁性材料在电子、存储器和医学等领域有着广泛的应用。这些进步的关键是对磁序的控制。迄今为止，大多数室温应用具有固定的磁矩，其取向被操纵以实现功能。在这里，我们展示了一种基于氧化铁和氧化石墨烯纳米复合材料的器件，该器件在室温下充当可调铁磁体。我们不仅可以在室温附近的宽温度范围内调节其转变温度，而且还可以通过使用两个容易接近的旋钮（磁场和电流）的初始化过程将磁化强度从0调节到0.011 A.m $^2$ /kg，之后系统半永久地保持其磁性，直到下一个初始化过程。我们构建了一个理论模型来说明，这种可调谐性源于间接交换相互作用介导的自旋不平衡的电子内的纳米复合材料。
2015-03-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density functional theory based study of graphene and dielectric oxide interfaces
采用基于\textit{first principles}密度泛函理论的电子结构方法和局域密度近似，研究了绝缘氧化物在其晶体形态下对单层和双层石墨烯能带结构的影响.我们考虑电介质氧化物SiO $_{2}$（$α$ -石英）和Al $_{2}$ O $_{3}$（氧化铝或$α$ -蓝宝石），每个都具有两个表面终端。我们的研究表明，原子弛豫和由此产生的平衡分离在扰动石墨烯的线性能带结构中起着关键作用，而在特定方向上分裂晶体所产生的悬挂键所起的作用则不那么关键。我们还看到，随着第二个石墨烯层的添加，石英表面终端的狄拉克锥被恢复。氧化铝需要两层以上的石墨烯层来保持狄拉克锥。我们的研究结果是最好的半定量的共同无定形形式的氧化物考虑。然而，我们的结果是定量的结晶氧化物为基于石墨烯的电子器件提供了一个有趣的选择，特别是鉴于最近对具有结晶BN（六方BN）的石墨烯的实验，该实验发现与具有无定形BN的那些相比，传输特性有相当大的改善。
2011-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Machine learning of microscopic ingredients for graphene oxide/cellulose interaction
本研究结合第一性原理计算与机器学习算法，提取控制氧化石墨烯与纤维素结合强度的微观参数，实现了系统的高/低结合能分类及结合能回归预测，为调控该相互作用提供了指导图。
2021-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Ferromagnetism in Lacey Reduced Graphene Oxide Nano-ribbon
在石墨烯基化合物中引入磁性为潜在的自旋电子学应用带来了巨大的希望。通过优化点缺陷和缺陷的高边缘密度，我们报告了与其他石墨烯衍生物相比，lacey还原氧化石墨烯纳米带（LRGONR）中的铁磁饱和磁矩增加了许多倍。使用化学解链方法合成样品。详细的结构和形态表征进行了讨论，包括XRD，拉曼，SEM，HRTEM和XPS测量。对磁化强度数据的Brilluoin函数分析反映了J = 7/2的最佳拟合，饱和力矩为1.1 emu/g。在LRGONR的磁化的微观起源被分配到高的边缘缺陷密度，这也被关联到微观结构。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Plane Wave Density Functional Theory Studies of the Structural and the Electronic Properties of Amino Acids Attached to Graphene Oxide via Peptide Bonding
我们研究了电子和氨基酸（丙氨酸，甘氨酸和组氨酸）连接到氧化石墨烯（GO）的肽键的结构特性，通过平面波赝势总能量计算内的局部自旋密度近似（LSDA）。的HOMO-LUMO间隙，赫希菲尔德电荷，和平衡的几何结构表现出敏锐的变化取决于所附的氨基酸的种类。GO-氨基酸系统似乎是一个很好的候选人作为生物传感器。
2015-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Resolving the Nucleation Stage in Atomic Layer Deposition of Hafnium Oxide on Graphene
二维（2D）材料与功能性非2D材料（例如金属氧化物）的集成对于许多应用来说是至关重要的，但是这种非2D/2D界面的潜在机制在原子尺度上仍然很难理解。为了解决这个问题，我们在这里调查的原子层沉积（ALD）的重要金属氧化物HfO 2化学气相沉积石墨烯上使用原子分辨和元素特定的扫描透射电子显微镜（STEM）的成核阶段。为了避免来自预ALD石墨烯转移的聚合物残留物的任何有害影响，我们直接在生长的石墨烯上采用衬底辅助的ALD工艺，所述石墨烯仍然保留在其Cu生长催化剂载体上。因此，我们在原子尺度上解决了通过ALD控制非2D金属氧化物与2D材料集成的关键因素：特别是对于我们的衬底辅助ALD工艺，我们发现ALD工艺中负载Cu催化剂的石墨烯层依赖性催化参与。我们进一步确认在高分辨率的氧化物成核的石墨烯层之间的台阶等表面不规则性的作用。采用从扫描电子束的能量转移原位结晶的最初无定形ALD HfO 2在石墨烯上，我们观察到HfO 2结晶非平衡HfO 2多晶型物（立方/四方晶系）。最后，我们的数据表明石墨烯的大气外来碳污染对ALD工艺的关键作用，由此该污染在我们的条件下充当用于石墨烯上的金属氧化物ALD成核的无意的晶种层。由于在任何可扩展的2D材料加工中难以避免大气外来碳污染，因此这是2D材料涂层的ALD配方开发中的关键因素。结合我们的工作，突出了在2D材料上可扩展ALD氧化物生长的几个关键机制。
2019-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Structure and Chemistry of Graphene Oxide in Liquid Water from First Principles
氧化石墨烯是2D材料中的一颗冉冉升起的新星，但它与液态水的相互作用仍然是一个根本性的开放问题：原子尺度的实验表征很困难，经典方法的建模无法正确描述化学反应性。在这里，我们弥合了简单的计算模型和复杂的实验系统之间的差距，通过现实的第一性原理分子模拟氧化石墨烯（GO）在液态水中。我们构建了化学上精确的GO模型，并研究了它们在水中的行为，结果表明含氧官能团（羟基和环氧化物）优先聚集在氧化石墨烯层上。我们展示了GO在水中的特定性质，这是亲水性和快速水动力学的不寻常组合。最后，我们的证据表明，GO是在水中的化学活性，获得一个平均负电荷的顺序为10~ mCm $^{-2}$。从头算建模突出了GO结构作为用于脱盐和水净化的创新膜的应用的独特性。
2020-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Two Dimensional Polymerization of Graphene Oxide: Bottom-up Approach
我们展示了一个自下而上的合成结构类似于氧化石墨烯通过二维聚合。实验证据和讨论传达，以及这种二维聚合的一般框架。这些氧化石墨烯的形貌和晶格结构来自于苯三醇的三个亲核和亲电中心的交替羟醛缩合。
2015-07-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Effect of Ambient Gas Pressure on the Thermal Exfoliation of Graphite Oxide: Tuning the Number of Graphene Sheets
我们已经研究了在氧化石墨的热剥离期间使用的环境气体压力（氩气）对所得石墨烯中的石墨烯片的数量的影响。所用的环境气体Ar压力为80、25、1个大气压和10-3以及10-5 ℃。我们已经发现奇怪的结果，即剥离的石墨烯堆叠中的石墨烯片的数量取决于用于氧化石墨（GO）剥离的施加压力。通过降低剥离压力，片材的数量减少。剥离的石墨烯堆叠中的片的数量已经通过XRD曲线的它们各自的002峰的洛伦兹拟合来确定。片的数量也已证实与高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）。已经发现，在80 atm、25 atm、1 atm、10-3 atm和10-5 atm压力下，剥离的石墨烯堆叠样品中的片数分别为28、12、8、5和3。目前的研究结果表明，一个简单而有效的方法来合成特定数量的石墨烯片。
2013-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Massive production of graphene oxide from expanded graphite
与传统的Hummers方法不同，引入了以膨胀石墨为前体的自发膨胀方法。插层剂（H2SO 4）能够渗透到膨胀石墨中;这使石墨进一步膨胀，结果产生泡沫状中间体。泡沫状石墨在与氧化剂（KMnO 4）的反应中更容易被氧化以形成氧化石墨烯（GO）。以中位粒径约15 μm的膨胀石墨为前驱体，得到了完全剥离的GO。该过程在可扩展的应用中比传统的Hummers方法更安全和高效。
2013-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Flexible transistors exploiting P3HT on paper substrates and graphene oxide films as gate dielectrics: proof of concept
在本文中，我们报告：GO在水溶液中作为栅极介电材料的用途，其在基于有机半导体的MOS晶体管中的应用，以及纸作为衬底材料的用途。
2013-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Film structure of epitaxial graphene oxide on SiC: Insight on the relationship between interlayer spacing, water content, and intralayer structure
在碳化硅上生长的多层石墨烯的化学氧化产生的膜表现出可再现的特性，横向均匀性，大面积的光滑度和可管理的化学复杂性，从而打开机会，以加速这种形式的氧化石墨烯膜的基本理解和技术应用。在这里，我们调查这些超薄氧化膜的垂直层间结构。X射线衍射、原子力显微镜和IR实验表明，多层膜表现出优异的层间配准，少量（<10%）的插层水，以及约9.35 μ m的出乎意料的大的层间分离。密度泛函理论计算表明，“氧化石墨烯膜中水少但层间距大”的明显矛盾可以通过考虑由碳层形成的多层膜来解释，该多层膜在纳米级上呈现非均匀氧化，其中非氧化和高度氧化的纳米-畴共存，并且其中在堆叠层的氧化区域之间捕获的少量水分子足以解释所观察到的大的层间分离。这项工作揭示了在碳化硅上生长的氧化石墨烯薄膜的垂直和层内结构，更一般地说，它提供了关于石墨烯/氧化石墨材料的层间间距，水含量和结构之间关系的新见解。
2014-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional patterning of solid microstructures through laser reduction of colloidal graphene oxide in liquid-crystalline dispersions
石墨烯材料和结构已成为现代电子和光电子学的重要组成部分。然而，尽管有许多生产方法，但石墨烯基结构的应用受到高成本、缺乏可扩展性和空间图案化限制的阻碍。在这里，我们使用脉冲近红外激光在氧化石墨烯薄片的溶致液晶中制造还原氧化石墨烯的三维功能固体微结构。这种可靠的、可扩展的方法是无掩模的，不需要特殊的化学还原剂，并且可以在环境条件下从水性氧化石墨烯薄片开始实施。氧化石墨烯薄片在自组装液晶相中的取向有序使得能够激光图案化具有薄片的“冻结”取向有序的复杂的三维还原氧化石墨烯结构和胶体颗粒，例如三叶结。这些结构和颗粒具有机械刚性，尺寸从数百纳米到毫米不等，适用于胶体、电子、光子和显示技术。
2016-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
