石墨烯掺杂，Science子刊！
文摘
2024-11-10 07:30
青海
![]()
石墨烯（Gr）是一种单层碳原子构成的二维材料，因其卓越的力学、电学和热学性能而广泛应用于电子学、能源存储、催化等领域。与传统材料相比，石墨烯具有极高的导电性、优异的力学强度和轻量化等显著优点。然而，尽管石墨烯的潜力巨大，其实际应用仍受到一些挑战，如缺乏高效的功能化方法和可调控的性能。因此，如何将石墨烯的性质根据具体应用进行调节，成为了当前研究中的热点问题。近年来，异原子掺杂被认为是一种有效的手段，可以调节石墨烯的催化、电学和磁学特性。例如，氮（N）和硼（B）掺杂石墨烯已经取得了一定进展，但将过渡金属（TM）原子有效地掺入石墨烯中，仍然缺乏一种可扩展的合成方法，这限制了其在催化和电子学等领域的广泛应用。近日，来自国家研究委员会(CNR)TASC的Cristina Africh课题组的研究人员在石墨烯掺杂方面取得了新的突破。该团队设计并制备了一种新型的Co-Ni共同掺杂石墨烯材料，采用生长过程中引入钴（Co）和镍（Ni）原子的方法，成功实现了在Ni(111)基底上石墨烯层中单原子的共价稳定掺入。通过调节合成参数，Co掺杂量可控制在0.07%到0.22%之间。研究人员利用变温扫描隧道显微镜（STM）和从头计算（DFT）对该材料进行了详细的结构表征，确认了钴和镍原子在石墨烯中的稳定性和分布。此外，研究团队还通过扫描透射电子显微镜（STEM）和电子能量损失光谱（EELS）进一步验证了该材料的稳定性和高效性。该研究为石墨烯掺杂过渡金属原子提供了一种新颖的合成策略，克服了传统方法中的一些技术难题。通过该方法，石墨烯的催化性能、电子特性及磁性等可以得到有效调控，为自旋电子学、气体传感、电化学和催化等应用领域提供了新的技术路径。👉 点击左下角“阅读原文”，即可直达原文！💖
