“荧光粹灭测量技术”将推动石墨烯工业化应用

加州大学河滨分校(University of California, Riverside)Cengiz S. Ozkan领导的研究者们目前开发出一种大范围的石墨烯测量技术,这为石墨烯在工业上的广泛应用(从半导体到能源器件)铺平了道路。

石墨烯是一种碳的同素异形体,由单层片状碳原子构成。得益于其特别的电学、热学和光学特性,这种神奇的碳材料最终使得它的发现者们获得了诺贝尔物理学奖。实现石墨烯在能源、半导体制备和热能管理等领域的工业化应用最大的挑战是使石墨烯在更大范围上相互关联。这就需要增加石墨烯的尺寸,同时发展一种大范围的工业化测量技术。

利用荧光粹灭技术获得的部分区域氟化的石墨烯的照片

目前,来自UCR的Ozkan研究小组利用荧光粹灭现象开发出一种工业化的针对大面积石墨烯薄膜的测量技术,为石墨烯工业化做好准备。这种方法可以“看到”化学方法修饰过的石墨烯区域,并能准确识别出整片大尺寸石墨烯的层数。为了能在电子器件中很好地利用石墨烯,一种工业上可靠的测量石墨烯掺杂区域的方法和缺陷探测技术是目前最为需要的。

来自UCR的科学家们通过实现对修饰过氟原子的复杂石墨烯微区图形的可视化证明了他们的方案的可行性。通过对功能化过的和纯的石墨烯的光物理特性的分析,进一步检验了他们的结果。研究生Maziar Ghazinejad说:“我们的研究结果表明荧光粹灭测量技术是一种可以广泛应用且可扩展的表征手段,可以真实地描绘出石墨烯薄膜中被化学改变过的区域的复杂图案”。

由于其装置简单,尺寸小和测量快速,荧光粹灭测量技术目前正致力于解决工业上对于实时可视化石墨烯制备过程的测量技术的长期需求。