绿色固态还原夹在花生酸LB层间的氧化石墨烯单层

本文展示了一种新颖、一步且环境友好的固态方法，用于还原氧化石墨烯（GO）单层。通过Langmuir-Blodgett（LB）技术获得的花生酸-GO-花生酸（AA-GO-AA）夹层结构，在中等温度下热处理得到还原氧化石墨烯（RGO）片层。在200°C下热处理AA-GO-AA夹层结构可显著还原GO，同时去除AA分子。所制备的RGO片层具有69%的sp2-C含量、0.17的O/C比以及显著降低的~1.1的I(D)/I(G)比值。紫外光电子能谱（UPS）研究表明，还原后RGO片层在费米能级附近的态密度显著增加，功函数降低。由孤立RGO片层制备的底栅场效应晶体管在正栅压下显示电荷中性点，表明p型特性，与UPS和静电力显微镜（EFM）测量结果一致。通过热处理AA-GO-AA夹层结构获得的RGO片层电导率在2-7 S cm⁻¹范围内，场效应迁移率为0.03-2 cm² V⁻¹ s⁻¹，与通过各种化学或热还原方法获得的RGO片层的报道值一致。GO的还原程度主要由AA分子的邻近性决定，且随热处理温度升高或夹层结构中AA含量增加而不变。本文展示的一步GO还原方法是开发高质量结构RGO单层以用于石墨烯基电子器件的有效途径。