石墨烯的原位功能化

虽然石墨烯的基面呈惰性，但其中的缺陷是化学活性中心。此类缺陷的一个引人注目的应用是针对用外来分子对石墨烯进行可控功能化。然而，缺陷与反应性环境（如环境大气）的相互作用降低了功能化效率并使其难以控制。在此，我们报告了一种新方法，可在不暴露于环境大气的情况下原位生成缺陷、对其进行时间分辨监测并功能化。缺陷由高能氩等离子体产生，并使用原位拉曼光谱监测其性质。我们发现这些缺陷具有功能性、高反应性，并且在暴露于空气时其密度从 $\approx 1\cdot10^{13} cm^{-2}$ 强烈变化到 $\approx 5\cdot10^{11} cm^{-2}$。我们通过使用氩等离子体产生缺陷并使用氨功能基原位功能化它们，进行了原理验证的原位功能化。该功能化在石墨烯中诱导了 n 型掺杂，载流子密度高达 $5\cdot10^{12} cm^{-2}$，并在环境条件下保持稳定。