氧化石墨烯能吸收紅外光
- 上線日期：2010/10/22 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家最近發現，經過還原的氧化石墨烯(Reduced Graphene oxide， RGO)能強烈吸收紅外光。這項意外的發現未來可望應用在各種高性能的奈米電子元件中，例如電子發射器、 帶通濾波器(bandpass filters)、夜視紅外線熱感測器(thermal-infrared sensors)，以及收集太陽光的光吸收材料。
2004年被發現的石墨烯(graphene)是碳原子以蜂巢晶格排列構成的單原子層二維結構。它具有獨特的電子與機械特性，被認為有可能取代矽成為未來超快電晶體(ultrafast transistor)的基材。這是由於自由電子在石墨烯的傳輸行為類似無靜止質量的相對論粒子(relativistic particles)，因此電子能以極快的速度在材料上傳輸，其本徵載仔遷移率(intrinsic carrier mobility)高達3000 ~200000 cm2V-1s-1。
製作實際可操作的石墨件需要控制石墨烯片的邊界(edge)形貌，因為邊界的形狀(是粗糙或平滑)會影響材料的電子特性。此外，在石墨烯的邊界以任何化學形式接上氧原子，會形成所謂的氧化石墨烯，進而移除石墨烯在費米能階的電子態，導致石墨烯轉變為絕緣體，換言之，氧化石墨烯缺乏自由電子來傳遞電流。
最近，Yves Chabal與德州大學及羅格斯大學(Rutgers University)的研究伙伴發現，RGO 在800 cm-1具有極強的吸收峰。該團隊指出，這種吸收特性只可能出現在一種特殊狀況下──當緊鄰氧化石墨烯邊界的所有含氧分子基團都被移除時，亦即只剩下純淨的石墨烯片。
此強列吸收是末石墨烯特有的新現象，無法以簡單的紅外光吸收機制來解釋，只能從RGO在受光下產生自由電子的相關反應來推論。研究人員表示這個新現象過去從未被發現，其應用前景倍受看好。詳情請見Nature Materials 9, p.840 (2010)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/43825
譯者:蘇清源(中央研究院應用科學研究中心)
責任編輯:蔡雅芝
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