石墨烯也能 “私人定制”？原位拉曼光谱似剪刀！

石墨烯是一种二维材料，由单层碳原子组成，具有极好的导电和导热性能，同时柔软、坚固并且透明，被认为是最具前途的新材料之一。但是，以目前的技术，通过在石墨烯结构中系统地插入化学键合的其他原子和分子（官能团），来控制或改变石墨烯的性质，仍然是一项艰难的挑战。

近日消息，来自德国埃尔朗根—纽伦堡大学、维也纳大学，柏林自由大学的一个科学家团队成功地在理论和实验两方面精确验证了分步化学改性石墨烯的特定光谱。他们的结果发表在了近期的《Nature Communications》上。

石墨烯材料有着卓越电学、力学、热学特性。此外，通过将化学键合的原子和分子插入石墨烯结构（所谓的官能团）中，其导电性可以在金属和半导体之间连续变化。这些独特的性质为石墨烯提供了广泛的应用，例如可用于半导体行业中光电子学或超快组件的新发展。然而，只有在石墨烯的合成过程中完成对其导电性、尺寸、由官能团引起的结构缺陷等性能的调节，该材料才能够在半导体工业中成功应用。

由德国埃尔兰根-纽伦堡大学Andreas Hirsch领导的科学家与维也纳大学Thomas Pichler密切合作，发现了一个关键的突破：利用后者开发的新实验设备，首次通过光散射确定了分步化学改性石墨烯的特定光谱。理论证明，这种原位拉曼特征光谱能够以快速和精确的方式确定官能团的类型和数量。在他们实验的反应中，该官能团是氢与石墨烯的化学结合。这是通过水和特定化合物之间的受控化学反应来实现的。

两位主要研究作者Yachay Tech和J. Chacon说，这种原位拉曼光谱法是一种非常有效的技术，可以在材料生产过程中以快速、无接触和广泛的方式控制石墨烯的功能。这能够生产电子传输性质可控的用于半导体工业中定制的石墨烯材料。