三角形h-BNC/石墨烯复合异质结的整流特性

将三角形六边硼氮碳(h-BNC)和三角形石墨烯（TG)夹在两个扶手椅型石墨烯纳米带电极之间，构建了三明治异质结。第一性原理计算表明，当顶点原子由氮和碳(硼和碳)连接时，出现了正向(反向)整流特性。对于特定的连接方式，h-BNC中元素比例p越大，正向(反向)整流比越大。提出的整流机制为控制基于TG的纳米器件整流特性提供了理论参考。     

氧化锌纳米棒阵列/p型金刚石异质结的制备及其光催化性能

本文通过水热法在硼掺杂金刚石膜上制备了ZnO纳米棒阵列,并采用X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)等手段对样品的形貌和结构进行表征。电学性能测试结果表明,ZnO纳米棒阵列/p型金刚石异质结具有很好的整流特性。光催化性能研究结果表明,ZnO纳米棒阵列与p型金刚石之间形成的异质结效应使ZnO纳米棒阵列/p型金刚石异质结光催化剂具有良好的光催化性能,在紫外光照射下,其对甲基橙的降解率达到73%。     

机械应力下单层六方氮化硼纳米片的褶皱分析

为了研究单层六方氮化硼(hexagonal boron nitride,h-BN)纳米片在机械应力下的褶皱形成机理,采用分子动力学仿真模拟了单层h-BN纳米片形貌在压应力和剪切应力作用下的变化。结果表明:在压应力下,单层h-BN纳米片褶皱经历了从很多小褶皱到汇聚成大褶皱的过程,如果单层h-BN纳米片边缘存在缺口,褶皱最终汇聚到缺口处;在剪切应力下,单层h-BN纳米片褶皱的数量、高度和位置随着剪切位移的变化而变化,如果单层h-BN纳米片边缘存在缺口,缺口处的褶皱非常稳定,而且会影响整体褶皱的形貌和位置。     

“白色石墨烯”在功率半导体器件中的散热应用

以石墨烯为代表的二维材料由于其特殊结构具有很多优异性能,其导热能力尤其出色,然而很多应用场合都需要导热却不导电的界面材料,二维层状六方氮化硼(h-BN)即"白色石墨烯"为该领域应用提供了可能。本文介绍了h-BN在功率半导体器件中的散热应用,并通过有限元模拟分析散热效果的影响因素。     

石墨烯/SnO2/聚苯胺纳米复合材料的制备与表征

石墨烯具有独特的纳米结构和一系列极具吸引力的特性,成为新型纳米复合材料的理想载体,如纳米复合材料分散的基体.提出了一种以石墨,苯胺,四氯化锡为原料制备石墨烯/二氧化锡/聚苯胺的新方法.通过X-射线衍射,红外光谱,透射电子显微镜,扫描电子显微镜以及紫外-可见光谱对合成的材料进行表征.结果表明:二氧化锡纳米粒子原位吸附在石墨烯的表面,有效地避免了石墨烯片的堆叠,聚苯胺加入后可大大提高二氧化锡的电化学性质.     

α-MnO2/石墨烯纳米复合物的合成及其电化学性能研究

通过回流原位复合方法制备了α-MnO2/石墨烯纳米复合物.通过X-射线衍射(XRD)和热重方法分别对样品进行晶体结构分析和石墨烯含量的计算.采用恒流充放电和交流阻抗法研究石墨烯的添加对α-MnO2负极材料电化学性能的影响,结果表明,在本实验条件下,添加13.5％石墨烯的纳米复合物具有最优的电化学性能,在电流密度为50 mA/g时,循环15周之后,充放电容量分别比纯α-MnO2提高了94mAh/g和117mAh/g.随着石墨烯添加量的增加,复合电极的电荷转移电阻减小,交换电流密度增加,有利于电化学反应的进行.     

单壁碳纳米管超声裂解制备石墨烯纳米带

将单壁碳纳米管仅通过气相氧化和超声裂解两步制备出了石墨烯纳米带,采用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)对制备出的石墨烯纳米带进行形貌和结构分析。结果表明,此方法制备的石墨烯纳米带宽度狭窄、边缘光滑,并且相比于刚性的单壁碳纳米管具有良好的柔韧性,大约为2nm的厚度也说明了石墨烯纳米带的双层结构。在气相氧化和超声裂解的过程中,拉曼光谱中D峰与G峰的比值始终保持在0.15左右,表明在整个制备过程中,并没有引入新的缺陷。此方法相比于其他方法制备出的纳米带具有结晶度高、宽度狭窄、边缘光滑等优点。     

Bi2MoO6/AgBr的制备及其光催化活性增强机制

采用水热法合成了Z型异质结Bi₂MoO₆/Ag Br光催化剂,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积测试仪(BET)、稳态/瞬态荧光光谱仪等对其微观形貌、物相组成以及光电性能等特性进行表征;通过对目标污染物罗丹明B(Rh B)的降解分析该催化剂的活性和降解机理。结果表明,该催化剂由立方相的Bi₂Mo O₆纳米片堆叠而成的纳米微球和负载在其表面的Ag Br纳米花簇构成,异质结的形成使得比表面积增加了7.2 m²/g,光生电子对寿命延长。Bi₂Mo O₆与Ag Br复合后光催化活性明显提高,当Ag Br复合量为10%时效果最佳,光催化反应速率常数是Bi₂Mo O₆的1.6倍。当Rh B浓度为0.5×10^-5mol/L、Bi₂Mo O₆/Ag Br投加量为250 mg/L、p H值=7时,反应20 min后对Rh B的降解率可达到95.9%,且Bi₂Mo O₆/Ag Br经过5次循环实验后仍具有较高的光催化活性。自由基捕获实验结果表明,Bi₂MoO₆的主要活性基为·O₂^-,Bi₂Mo O₆/Ag Br的主要活性基团为·O₂^-和h⁺。根据以上实验结果,提出了一种由Ag⁰粒子为通道的Z型电荷转移机理。     

氧化锌/石墨烯复合膜对可燃气体响应的温度依赖性

通过化学气相沉积法制备了石墨烯,采用电沉积工艺在石墨烯表面沉积了氧化锌层,获得氧化锌/石墨烯复合膜,利用场发射扫描电子显微镜观察了样品的形貌,测试了石墨烯、氧化锌及氧化锌/石墨烯复合膜气敏元件对乙醇的气敏响应特性。结果表明,所制备的复合膜是氧化锌为壳,石墨烯片为核的核壳状复合纳米片结构;氧化锌/石墨烯复合膜对乙醇的响应信号最大、最稳定,而该元件对乙醇的响应信号对温度具有很强的依赖性,在300℃高温下仍可正常使用。     

石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转特性研究

针对传统双层悬臂梁存在吸收效率低的难题,提出了一种通过激发石墨烯纳米带表面等离激元以提高悬臂梁光热偏转特性的方法。首先,基于有限元法建立了石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光学模型,并通过优化石墨烯纳米带及悬臂梁的结构参数,实现了对入射光波的完美吸收(100%);其次,建立了悬臂梁的热力学模型,采用Ansys软件仿真计算了脉冲激光参数对悬臂梁光热偏转特性的影响。结果表明:在波长为10.7μm处,石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转灵敏度是传统双层悬臂梁光热偏转灵敏度的5倍,并且,在9.5~13.5μm的整个宽波段范围内,石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转灵敏度均大于传统双层悬臂梁光热偏转灵敏度的4倍。