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Nature Review Chemistry: 用于光子学、电子学和光电子的氧化石墨烯
出处:石墨烯网  录入日期:2023-01-19  点击数:211

 

  氧化石墨烯(GO)最初是为了模仿石墨烯而开发的材料,但其很快就被认为是一种功能材料,并解决了石墨烯和其他碳材料无法实现的应用。

  近日,墨尔本皇家理工大学Jia Baohua、新加坡国立大学Loh Kian Ping、斯威本科技大学Moss David J.对用于光子学、电子学和光电子的氧化石墨烯进行了综述研究。
  本文要点:
  1) 在过去十年中,GO在材料合成和性能定制方面的研究取得了巨大进展。从而导致了基于GO的光子学、电子学和光电子技术的快速发展,为开发优异性能的技术和实现技术突破铺平了道路。
  2) 作者根据GO和还原GO的化学结构和制造方法,以及它们在太阳能收集、能量存储、医疗诊断、图像显示和光通信等关键技术中的应用,概述了GO的光学、电学和光电子性质。还讨论了该领域的挑战,以及未来技术进步的机遇。


 

 

  图1:原始石墨烯pristine graphene、氧化石墨烯和完全还原的氧化石墨烯的比较。

 

  图2 氧化石墨烯薄膜的制备方法。

 


  图3:氧化石墨烯还原方法。

 

  图4:基于氧化石墨烯化学结构修饰的多样化光子和电子应用。

 


  图5:氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的线性光学性质和应用。

 

  图6:氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的非线性光学性质和应用。

 


  图7:氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的电学性质和应用。

 

  图8:氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的光电性质和应用。

 


  图9:未来应用。
  表1|氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的典型光子、电子和光电应用。

 


  表2| 氧化石墨烯、还原氧化石墨烯和用于电子、光子和光电应用的石墨烯器件最新性能比较。

 

  从工程和实用性的角度来看,最近在实验室成功制备了高质量氧化石墨烯GO和还原氧化石墨烯reduced RGO以及精确控制其性能,推动了大规模制造GO和RGO器件的工业环境应用。同时,工业实际需求,将促进实验室研究的材料性能改性,以进一步提高材料性能和拓宽应用。这种协同效应,将产生持久的积极影响,这将是推动该领域不断发展的强大动力。随着氧化石墨烯GO化学知识的不断积累及其材料制备和表征技术的不断进步,预计将继续取得重大突破,进一步弥合理论与实践之间的差距,并为实现低维碳基材料工业实现铺平道路。
  参考文献:
  Jiayang Wu et.al Graphene oxide for photonics, electronics and optoelectronics Nature Review Chemistry 2023

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