Suspended graphene sensors with improved signal and reduced noise

Suspended graphene sensors with improved signal and reduced noise
Suspended graphene sensors with improved signal and reduced noise

Suspended Graphene Sensors with Improved Signal and Reduced Noise

Zengguang Cheng,Qiang Li,Zhongjun Li,Qiaoyu Zhou,and Ying Fang*

National Center for Nanoscience and Technology,11Beiyitiao Street,Zhongguancun,Beijing 100190,People’s Republic of China

ABSTRACT We report enhanced performance of suspended graphene ?eld effect transistors (Gra-FETs)as sensors in aqueous solutions.Etching of the silicon oxide (SiO 2)substrate underneath graphene was carried out in situ during electrical measurements of devices,which enabled systematic comparison of transport properties for same devices before and after suspension.Signi?cantly,the transconductance of Gra-FETs in the linear operating modes increases 1.5and 2times when the power of low-frequency noise concomitantly decreases 12and 6times for hole and electron carriers,respectively,after suspension of graphene in solution from the SiO 2substrate.Suspended graphene devices were further demonstrated as direct and real-time pH sensors,and complementary pH sensing with the same nanodevice working as either a p-type or n-type transistor was experimentally realized by offsetting the electrolyte gate potential in solution.Our results highlight the importance to quantify fundamental parameters that de?ne resolution of graphene-based bioelectronics and demonstrate that suspended nanodevices represent attractive platforms for chemical and biological sensors.

KEYWORDS Graphene,noise,suspended,pH sensing

G

raphene is attracting tremendous interests due to its nearly perfect crystal quality and superb physical properties,1-5and emerging applications are being

developed based on this novel building block.6-9In particu-lar,owing to its exceptional carrier mobility and one-atomic thickness,graphene ?eld effect transistors (Gra-FETs)have been proposed to hold great potentials for sensitive and label-free detection of chemical/biological species.9To date,studies have been focused exclusively on graphene sensors supported on silicon oxide (SiO 2)substrates,10-13although charge traps at the interface and in the oxide have been shown to act as external scattering centers and degrade transport properties in single-layer graphene whose atoms are all exposed directly to ?uctuations of extrinsic impuri-ties.14-18We have undertaken and report herein studies on performance improvement of graphene devices by suspend-ing them in aqueous solution through a novel in situ etching technique.Our results show that,owing to concomitantly increased transconductance and decreased noise level by

of the oxide,the signal-to-noise ratios of suspended nanodevices were improved by 14dB in low-regime (below 1kHz)for both hole and electron carriers compared with those supported on SiO 2substrates.As an example,suspended devices were demonstrated as real-time and sensitive pH sensors,and complementary detection with either holes or electrons as charge carriers in the same graphene device was achieved,opening up new opportunities for suspended graphene as ?exible candidates for bioelectronics.

Figure 1illustrates the overall design of our experiments.First,Gra-FETs were fabricated from mechanically exfoliated single-layer graphene supported on top of a silicon substrate with 300nm SiO 2.5,19Brie?y,source-drain contacts to graphene were de?ned by e-beam lithography and subse-quently metallization with 5nm Cr/70nm Au.Nanodevices in our study were shown to have smooth graphene surface with height of ~1.0nm by atomic force microscopy (AFM)(see Supporting Information,Figure S1a).Typical 2-probe mobilities of a 5μm long Gra-FET gated through 300nm SiO 2in air were calculated as 4600and 4100cm 2/V-sec for hole and electron carriers (see Supporting Information,Figure S1b),respectively,which are consistent with reported values for pristine graphene at room temperature.5

*To whom correspondence should be addressed.E-mail:fangy@https://www.360docs.net/doc/f4485029.html,.Received for review:02/22/2010Published on Web:00/00/0000

FIGURE 1.Graphene FETs in the electrolyte solution.(a)Schematic representation of our experimental setup where a single-layer graphene is supported in solution by Cr/Au contacts to bridge a trench in the oxide.(b)In situ etching of SiO 2underneath graphene.The conductance of graphene starts to drop gradually after buffered HF was added to the PDMS chamber.Single-layer devices usually stabilize within 50to 100s,indicating the complete suspension of graphene in solution.Arrows indicate the time when solution was switched in the PDMS chamber.The inset shows a scanning electron microscope (SEM)image taken of a suspended graphene device after solution measurements.Scale bar is 0.5μm.

A polydimethylsiloxane (PDMS)chamber was then in-corporated over the Gra-FET chip to con?ne the electrolytic solution of 100mM potassium chloride and 10mM phos-phate (pH7)(Figure 1a).A nonleak Ag/AgCl reference elec-trode was placed in the center of the reservoir as the electrolyte gate.The conductance of graphene sensors was monitored through the source and drain gold electrodes using lock-in detection by applying a 30mV sinusoidal bias voltage (V sd )with a frequency of 109Hz.

To quantify exclusively effects from the underlying oxide

substrate,we developed an in situ etching technique

by carefully keeping devices immersed in liquid during switch-ing of solutions and measuring of Gra-FETs’conductance.We eliminated the drying steps of suspended graphene devices reported by former studies 14,16because the cycle of drying and wetting can easily generate stress to deform graphene and their metal contacts,and alter the electrical properties of devices unintentionally (see Supporting Infor-mation,Figure S2).Etching of SiO 2underneath graphene was monitored in real-time by tracking conductance signals through devices (Figure 1b),and we found that incubation in buffered HF results in ca.100nm/min etching rate underneath graphene.We note that etching of devices in the following discussion was carried out for 1min.14,20,21

The electrical measurements of a typical Gra-FET (0.5μm long and 0.6μm wide)before and after suspension of graphene in solution were summarized in Figure 2and Supporting Information Figure S3.The black curve in Figure 2shows the conductance (d I /d V sd or G )of the device plotted against the electrolyte gate voltage (V gate )with graphene supported on SiO 2substrate.The transconductance of holes (d G /d V gate )in the nanodevice reaches as high as 1mS/V in the linear operating mode because the electrolyte gate was able to modulate effectively the Fermi level in single-layer graphene through the double layer of ions.22Note that the

conductance of the device is large at negative electrolyte gate,and it starts to decrease with increased gate voltage due to the depletion of hole carriers in the p-type graphene until reaches its minimum at the Dirac point,then the conductance starts to increase again with the accumulation of electron carriers in the currently n-type graphene.Inter-estingly,the Dirac point of the graphene device on SiO 2settles at 0.1V when the chemical potential of the neutral solution (pH 7)is at 0V.We observed a large range of Dirac point potentials in our Gra-FETs on SiO 2,(0.1(0.2)V,which was also reported by similar studies on graphene with naked surfaces.12,13,23This variation of device properties in Gra-FETs on SiO 2is apparently disadvantageous in practical applications where reproducible characteristics are critical for devices as,for example,reliable clinical diagnostic sensors.24

After in situ etching of SiO 2,the response of the Gra-FET’s conductance to the electrolyte gate potential was character-ized again in the neutral electrolyte solution as shown by the red curve in Figure 2.Valuable information can be im-mediately deduced by comparing transport properties of the same device before and after suspension.(1)The Dirac point of graphene moved to ~0V after etching of oxide,which was reproduced by other devices in our study,indicating that the Fermi level of suspended graphene is controlled solely by the solution.(2)The operating principle of electrical sensors is based on their conductance changes responding to local potential changes,so their signal sensitivity can be described as d G /d V gate ,that is,the transconductance of devices.10,24Signi?cantly,the transconductance,or the signal sensitivity,of the graphene device in the linear operating regions increases 1.5and 2times for hole and electron carriers,respectively,after suspension.(3)The hole -electron asymmetry was found for both electrolyte-gate and back-gate geometry of the Gra-FET on SiO 2(black curve in Figure 2and Supporting Information Figure S3b).Asymmetric hole and electron branches were previously reported in both nonsuspended and suspended Gra-FETs with channel length below 1μm in vacuum,although the origin of the asymmetry was not understood then.14Surpris-ingly,the asymmetry observed in our short-channel devices decreases greatly after suspension of graphene in electrolyte solutions (red curve in Figure 2),indicating effects from dielectric screening and reduced scattering may be respon-sible for the improved symmetry in solution,25,26although a detailed study is needed in future to reveal the underlying mechanism.

The level of signal that can be processed,or the resolu-tion,of a sensor is ultimately determined by its signal-to-noise ratio.Thus the noise spectra of graphene devices in electrolyte solutions were further examined under our ex-perimental condition,and we will concentrate our discussion on low-frequency (below 1kHz)noise which has been re-ported to be dominant in limiting performance of nanode-vices.15Figure 3a and Supporting Information Figure S4b

FIGURE 2.Transport characterization of a Gra-FET in solution.Black curve is conductance vs the electrolyte gate voltage of the graphene device supported on SiO 2substrate,and red curve is of the same device after suspension of graphene in solution.The black and red diamonds highlight electrolyte gate potentials at which the com-parison of transconductance and noise spectra was performed in the text and Figure 3.

summarize the current noise power spectral density normal-ized by the mean square of current,S)(S I)/(I2),as a function of frequency,f,of the same graphene device in Figure2 before suspension.The normalized power spectra overlap in the linear operating modes and around the Dirac point of the Gra-FET,indicating that noise density in graphene gated by the electrolyte gate is independent of the gate potential, although gate-dependent noise spectra have been reported in graphene nanobelts gated through SiO2dielectric.15Fur-ther,the power spectral density of the graphene device was inversely proportional to the frequency,representing the1/f ?icker noise characteristic ubiquitous in nanodevices.Thus the noise spectral density in graphene devices supported on SiO2can be expressed as27

in the low-frequency region for the electrolyte gate geometry in solution,where A~10-6is the amplitude of the1/f noise,and S I has a unit of A2/Hz.Thus the power of the current noise,P noise,for a given frequency band[f1,f2]in the low-frequency region can be calculated as

and P noise is with a unit of A2.

After suspension of graphene in solution,the normalized power spectral density of the device dropped12and6times for hole and electron carriers,respectively,compared with that on SiO2substrate(Figure3b,c).It has been found that trapped charges at the interface and in the oxide degrade transport characteristics of single-layer graphene.14,17Former study of graphene devices on SiO2substrate with low 2-probe carrier mobility in vacuum(~100cm2/V-sec)were reported to show~20times improved performance by ion screening of external impurity charges in high ionic solu-tions.25Our Gra-FETs,on the other hand,have high mobility (4000to5000cm2/V-sec)on SiO2in the back-gate geometry

FIGURE3.Noise characterization of graphene device in electrolyte solution.(a)Normalized current power spectral density is shown as a function of frequency of the graphene device on SiO2at different electrolyte gate potentials.The power spectra were measured at a DC mode with a bias voltage of30mV,and sharp peaks(50Hz and its harmonics)were caused by extrinsic noise from the power source.(b)Comparison of graphene’s noise power spectra in the linear operating modes with holes as carriers before(black,V gate)-0.10V)and after suspension (red,V gate)-0.15V).(c)Comparison of graphene’s noise power spectra with electrons as carriers before(black,V gate)0.20V)and after suspension(red,V gate)0.15V).

S I)AI2

f

P noise)∫f

1

f2

S I d f)∫f1f2AI2f d f)AI2ln f2f

1

in air.The further improved performance in our suspended graphene shows that device degradation associated with oxide substrates is still dominant in our nonsuspended devices,despite any possible ionic screening effect in100 mM solutions.It is important to note that low ionic strength that offers long Debye length is desirable for detection of charged biomolecules with nano-FETs,24,28thus the elimina-tion of the oxide by suspension can be increasingly critical to the reduction of noise for single-layer graphene in solu-tions with low ionic strength.

Overall,the signal-to-noise ratio de?ned as29

was increased by14dB in low-frequency regime for both hole and electron carriers in graphene devices after suspen-sion.Thus our results explicitly prove that for single-layer graphene FET based sensors,a platform with suspended nanodevices is advantageous to achieve low detection limit in solution.

To demonstrate the viability of suspended graphene device as direct chemical sensors,we applied our nanode-vices to pH sensing.Solutions from pH6to pH9were delivered to the surface of a graphene device sequentially, and for each solution,the electrolyte gate response of the device’s conductance was measured as shown in Figure4a. We found that the Dirac point of graphene shifts positively from pH6to pH9(see Supporting Information,Figure S5), which is consistent with the increased chemical potential of solution and con?rms the capability of suspended graphene for chemical sensing in solution.30-32

Compared to former unipolar silicon nanowire(SiNW)or carbon nanotube(CNT)based p-type sensors,33,34suspended graphene shows nearly symmetric transport around the Dirac point in neutral solution(Figure4a),so it can work as either a p-type or n-type sensor when a small gate potential,without introducing any redox reaction of molecules in solution,is applied to switch its carrier characteristic.We investigated the time-dependent response of the Gra-FET’s conductance to different pH solutions when the electrolyte gate is biased at -0.05and0.05V,respectively.The conductance of the nano-sensor was monitored in real-time as solutions with pH6to pH9were sequentially delivered to the surface of the sus-pended graphene.As shown in Figure4b,the graphene works as a p-type material when-0.05V gate potential is applied. Similar to former p-type devices of SiNWs or CNTs,33,35con-ductance of the graphene device increases with increased pH values.On the contrary,when the gate potential is switched to +0.05V,the signal?ips its sign and the conductance of the graphene device decreases with increased pH.The polarity?ip of signals veri?es that the sensing mechanism in graphene nanodevices is due to a?eld-effect.The unique capability to tune easily Gra-FETs between p-type and n-type characteristics presents powerful con?rmation on the nature of sensing sig-nals.We further note that the pH detection of our graphene devices is reversible.Thus complementary and reversible measurements in different operating regions of graphene de-monstrate the?exibility of our suspended graphene sensors.

In summary,quantitative studies on the improved per-formance of suspended graphene devices in solution were reported.Our results show that,in low-frequency regime, the signal-to-noise ratio of graphene devices increased14 dB for both hole and electron carriers as a result of concomi-tantly increased mobility and decreased noise level by suspension in solution.Direct and real-time detection of solution’s pH by suspended graphene was described,and complementary signals from the same graphene device as a p-type or n-type transistor were presented.The enhanced electrical characteristics of suspended graphene devices in aqueous solution show that they are advantageous for chemical and biological detection than their counterparts supported on substrates,and our results are expected to

SNR(dB))20log A signal

A noise

)10log

P signal

P noise

FIGURE4.Graphene as pH sensor.(a)Gra-FET’s conductance as a

function of the electrolyte gate voltage in pH6,7,8,and9solutions.

(b)Real-time detection of solution’s pH by conductance change of

the same graphene device with the electrolyte gate potential biased

at-0.05(left branch)and+0.05V(right

branch).

bring attentions to suspended nanodevices in general as promising platforms for bioelectronics.

Acknowledgment.Y.F.acknowledges support of this work by Special Presidential Foundation of the Chinese Academy of Sciences,China (08172911ZX),“973”Fund (2009CB930200),and the National Natural Science Founda-tion of China (20973045).

Supporting Information Available.Methods and Figures S1-S5.This material is available free of charge via the Internet at https://www.360docs.net/doc/f4485029.html,.

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石墨烯性能简介

第一章石墨烯性能及相关概念 1 石墨烯概念 石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯狭义上指单层石墨,厚度为0.335nm,仅有一层碳原子。但实际上,10层以内的石墨结构也可称作石墨烯,而10层以上的则被称为石墨薄膜。单层石墨烯是指只有一个碳原子层厚度的石墨,碳原子-碳原子之间依靠共价键相连接而形成蜂窝状结构。完美的石墨烯具有理想的二维晶体结构,由六边形晶格组成,理论比表面积高达2.6×102m2 /g。石墨烯具有优异的导热性能(3×103W/(m?K))和力学性能(1.06×103 GPa)。此外,石墨烯稳定的正六边形晶格结构使其具有优良的导电性,室温下的电子迁移率高达1.5×104 cm2 / (V·s)。石墨烯特殊的结构、突出的导热导电性能和力学性能,引起科学界巨大兴趣,成为材料科学研究热点。 石墨烯结构图

2 石墨烯结构 石墨烯指仅有一个原子尺度厚单层石墨层片,由 sp2 杂化的碳原子紧密排列而成的蜂窝状晶体结构。石墨烯中碳 -碳键长约为 0.142nm。每个晶格内有三个σ键,连接十分牢固形成了稳定的六边状。垂直于晶面方向上的π键在石墨烯导电的过程中起到了很大的作用。石墨烯是石墨、碳纳米管、富勒烯的基本组成单元,可以将它看做一个无限大的芳香族分子,平面多环烃的极限情况就是石墨烯。 形象来说,石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构,看上去就像一张六边形网格构成的平面。在单层石墨烯中,每个碳原子通过 sp2 杂化与周围碳原子成键给构整流变形,每一个六边单元实际上类似苯环,碳原子都贡献出个一个未成键电子。单层石墨烯厚度仅0.35nm ,约为头发丝直径的二十万分之一。 石墨烯的结构非常稳定,碳原子之间连接及其柔韧。受到外力时,碳原子面会发生弯曲变形,使碳原子不必重新排列来适应外力,从而保证了自身的结构稳定性。 石墨烯是有限结构,能够以纳米级条带形式存在。纳米条带中电荷横向移动时会在中性点附近产生一个能量势垒,势垒随条带宽度的减小而增大。因此,通过控制石墨烯条带的宽度便可以进一步得到需要的势垒。这一特性是开发以石墨烯为基础的电子器件的基础。

精神分裂症的病因及发病机理

精神分裂症的病因及发病机理 精神分裂症病因:尚未明,近百年来的研究结果也仅发现一些可能的致病因素。(一)生物学因素1.遗传遗传因素是精神分裂症最可能的一种素质因素。国内家系调查资料表明:精神分裂症患者亲属中的患病率比一般居民高6.2倍,血缘关系愈近,患病率也愈高。双生子研究表明:遗传信息几乎相同的单卵双生子的同病率远较遗传信息不完全相同 的双卵双生子为高,综合近年来11项研究资料:单卵双生子同病率(56.7%),是双卵双生子同病率(12.7%)的4.5倍,是一般人口患难与共病率的35-60倍。说明遗传因素在本病发生中具有重要作用,寄养子研究也证明遗传因素是本症发病的主要因素,而环境因素的重要性较小。以往的研究证明疾病并不按类型进行遗传,目前认为多基因遗传方式的可能性最大,也有人认为是常染色体单基因遗传或多源性遗传。Shields发现病情愈轻,病因愈复杂,愈属多源性遗传。高发家系的前瞻性研究与分子遗传的研究相结合,可能阐明一些问题。国内有报道用人类原癌基因Ha-ras-1为探针,对精神病患者基因组进行限止性片段长度多态性的分析,结果提示11号染色体上可能存在着精神分裂症与双相情感性精神病有关的DNA序列。2.性格特征:约40%患者的病前性格具有孤僻、冷淡、敏感、多疑、富于幻想等特征,即内向

型性格。3.其它:精神分裂症发病与年龄有一定关系,多发生于青壮年,约1/2患者于20~30岁发病。发病年龄与临床类型有关,偏执型发病较晚,有资料提示偏执型平均发病年龄为35岁,其它型为23岁。80年代国内12地区调查资料:女性总患病率(7.07%。)与时点患病率(5.91%。)明显高于男性(4.33%。与3.68%。)。Kretschmer在描述性格与精神分裂症关系时指出:61%患者为瘦长型和运动家型,12.8%为肥胖型,11.3%发育不良型。在躯体疾病或分娩之后发生精神分裂症是很常见的现象,可能是心理性生理性应激的非特异性影响。部分患者在脑外伤后或感染性疾病后发病;有报告在精神分裂症患者的脑脊液中发现病毒性物质;月经期内病情加重等躯体因素都可能是诱发因素,但在精神分裂症发病机理中的价值有待进一步证实。(二)心理社会因素1.环境因素①家庭中父母的性格,言行、举止和教育方式(如放纵、溺爱、过严)等都会影响子女的心身健康或导致个性偏离常态。②家庭成员间的关系及其精神交流的紊乱。③生活不安定、居住拥挤、职业不固定、人际关系不良、噪音干扰、环境污染等均对发病有一定作用。农村精神分裂症发病率明显低于城市。2.心理因素一般认为生活事件可发诱发精神分裂症。诸如失学、失恋、学习紧张、家庭纠纷、夫妻不和、意处事故等均对发病有一定影响,但这些事件的性质均无特殊性。因此,心理因素也仅属诱发因

石墨烯的制备与表征综述

氧化石墨烯还原的评价标准 摘要还原氧化石墨烯(RGO)是一种 有趣的有潜力的能广泛应用的纳米 材料。虽然我们花了相当大的努力 一直致力于开发还原方法,但它仍然 需要进一步改善,如何选择一个合适 的一个特定的还原方法是一个棘手 的问题。在这项研究中,还原氧化石 墨烯的研究者们准备了六个典型的 方法:N2H4·H2O还原,氢氧化钠还 原,NaBH4还原,水浴还原 ,高温还原以及两步还原。我们从四个方面系统的对样品包括:分散性,还原程度、缺陷修复程度和导电性能进行比较。在比较的基础上,我们提出了一个半定量判定氧化石墨烯还原的评价标准。这种评价标准将有助于理解氧化石墨烯还原的机理和设计更理想的还原方法。 引言 单层石墨烯,因为其不寻常的电子性质和应用于各个领域的潜力,近年来吸引了巨大的研究者的关注。目前石墨烯的制备方法,包括化学气相沉积(CVD)、微机械剥离石墨,外延生长法和液相剥离法。前三种方法因为其获得的石墨烯的产品均一性和层数选择性原因而受到限制。此外,这些方法的低生产率使他们不适合大规模的应用。大部分的最有前途生产的石墨烯的路线是石墨在液相中剥离氧化然后再还原,由于它的简单性、可靠性、大规模的能力生产、相对较低的材料成本和多方面的原因适合而适合生产。这种化学方法诱发各种缺陷和含氧官能团,如羟基和环氧导致石墨烯的电子特性退化。与此同时,还原过程可能导致发生聚合、离子掺杂等等。这就使得还原方法在化学剥离法发挥至关重要的作用。 到目前为止,我们花了相当大的努力一直致力于开发还原的方法。在这里我们展示一个简单的分类:使用还原剂(对苯二酚、二甲肼、肼、硼氢化钠、含硫化合物、铝粉、维生素C、环六亚甲基四胺、乙二胺(EDA) 、聚合电解质、还原糖、蛋白质、柠檬酸钠、一氧化碳、铁、去甲肾上腺素)在不同的条件(酸/碱、热处理和其他类似微波、光催化、声化学的,激光、等离子体、细菌呼吸、溶菌酶、茶溶液)、电化学电流,两步还原等等。这些不同的还原方法生成的石墨烯具有不同的属性。例如,大型生产水分散石墨烯可以很容易在没有表面活性稳定剂的条件下地实现由水合肼还原氧化石墨烯。然而,水合肼是有毒易爆,在实际使用的过程中存在困难。水浴还原方法可以减少缺陷和氧含量的阻扰。最近,两个或更多类型的还原方法结合以进一步提高导电率或其他性能。例如,水合肼还原经过热处理得到的石墨烯通常显现良好的导电性。

石墨烯基本特性

2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用高度定向的热解石墨首次获得了独立存在的高质量石墨烯,打破了传统的物理学观点:二维晶体在常温下不能稳定存在。两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯是一种碳原子分布在二维蜂巢晶体点阵上的单原子层晶体。被认为是构建所有其他维数石墨材料的基本单元,它可以包裹成零维的富勒烯,卷曲成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨,如图所示。石墨烯晶体C-C键长为0.142nm,每个碳原子4 个价电子中的3 个通过σ键与临近的3个碳原子相连,S、Px 和Py3个杂化轨道形成强的共价键合,组成sp2杂化结构。这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。拉伸强度高达130Gpa,破坏强度为42N/m,杨氏模量为1.0TPa,断裂强度为125Gpa 与碳纳米管相当。石墨烯的厚度仅为0.35nm左右,是世界上最薄的二维材料。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。(百度百科)石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍,甚至还要超过钻石,是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料。

石墨烯结构示意图(10) 石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。传统的半导体和导体,例如硅和铜,由于电子和原子的碰撞,传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量,2013年一般的电脑芯片以这种方式浪费了72%-81%的电能。而在石墨烯中,每个碳原子都有一个垂直于碳原子平面的σz轨道的未成键的p电子,在晶格平面两侧如苯环一样形成高度巡游的大π键,可以在晶体中自由高效的迁移,且运动速度高达光速的1/300,电子能量不会被损耗,赋予了石墨烯良好的导电性。晶格平面两侧高度巡游的大π键电子又使其具有零带隙半导体和狄拉克载流子特性宽频的光吸收和非线性光学性质, 以及室温下的量子霍尔效应等。常温

石墨烯介绍

获奖者2010年10月5日,2010年诺贝尔物理学奖被授予英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的研究。 PPT1安德烈·海姆,1958年10月出生于俄罗斯,拥有荷兰国籍,父母为德国人。1987 年在俄罗斯科学院固体物理学研究院获得博士学位。他于2001年加入曼彻斯特大学,现任物理学 教授和纳米科技中心主任。之前拥有此荣誉头衔的人包括卢瑟福爵士,卢瑟福于1907-1919年在曼 彻斯特大学工作。 他至今发表了超过150篇的文章,其中有发表在自然和科学杂志上的。他获得的奖项包括2007 年的Mott Prize和2008年的Europhysics Prize。2010年成为皇家学会350周年纪念荣誉研究教授。 在2000年他还获得“搞笑诺贝尔奖”——通过磁性克服重力,让一只青蛙悬浮在半空中。10年 后的2010年他获得诺贝尔物理学奖。 2010年医学奖:荷兰的两位科学家发现哮喘症可用过山车治疗。 和平奖:英国研究人员证实诅咒可以减轻疼痛。 PPT2康斯坦丁·诺沃肖洛夫,1974年出生于俄罗斯,具有英国和俄罗斯双重国籍。2004年在荷兰奈梅亨大学获得博士学位。是安德烈·海姆的博士生。 曼彻斯特大学目前任教的诺贝尔奖得主人数增加到4名,获得诺贝尔奖的历史总人数为25位。发现 石墨属于混晶,为片层结构,层内由共价键相连,层间由分子间作用力相连。共价键是比较牢固的,但分子间作用力(范德华力)小得多。因此,石墨的单层是牢固的,而层间作用力很小,极易脱落。 2004年,他们发现了一种简单易行的新途径。他们强行将石墨分离成较小的碎片,从碎片中剥离出较薄的石墨薄片,然后用一种特殊的塑料胶带粘住薄片的两侧,撕开胶带,薄片也随之一分为二。不断重复这一过程,就可以得到越来越薄的石墨薄片,而其中部分样品仅由一层碳原子构成——他们制得了石墨烯。 结构

石墨烯制备方法研究

石墨烯制备方法研究 具有优良的力学、电学、热学及电子学性质的石墨烯,近些年来成为研究的热点。简单介绍了石墨烯制备的主要方法,包括微机械分离法、化学插层法、加热SiC法及气相沉积法。 标签:石墨烯;制备方法 0 引言 自2004年Novoselov,K. S.等使用微机械剥离法从高定向热解石墨上剥离观测到石墨烯以来,碳元素同素异形体又增加了新的一员,其独特的性能和优良的性质引起了研究人员的极大关注,掀起了一波石墨烯的研究高潮。 石墨烯又称单层石墨,是只有一个C原子层厚度的石墨,是构建其他碳质材料的结构单元。通过SP2杂化成键,碳原子与周围三个碳原子以C-C单键相连,同时每个碳原子中未成键的一个π电子形成与平面垂直的π轨道。结构决定性质,石墨烯具有强度很大的C-C键,因此其具有极高的强度(其强度为130GPa,而无缺陷的石墨烯结构的断裂强度是42N/m)。而其可自由移动的π电子又赋予了石墨烯超强的导电性(石墨烯中电子的典型传导速率为8×105m/s)。同时,石墨烯还具有一系列奇特的电子特性,如反常的量子霍尔效应,零带隙的半导体以及电子在单层石墨片层内的定域化现象等。 规模化制备大批量石墨烯是石墨烯材料应用的第一步,已成为当前研究的重点。按照石墨烯的制备途径,可以将其制备方法分为两类:自上而下制备以及自下而上制备。顾名思义,简单地说自上而下途径是从石墨中获得石墨烯的方法,主要依靠物理过程处理石墨使其分层来得到石墨烯。自下而上途径是从碳的化合物中断裂化学键生长石墨烯的方法,主要依靠加热等手段使含碳化合物分解从而生长石墨烯。 1 自上而下制备石墨烯途径 自上而下途径是从石墨出发(又可称之为石墨途径),用物理手段如机械力、超声波、热应力等破坏石墨层与层之间的范德华力来制备单层石墨的方法。根据石墨处理方法的不同,又可细分为机械剥离法和化学插层法。前者是直接使用机械方法将石墨分层来获得石墨烯的方法。后者则是将石墨先用化学插层剂处理转换为容易分层的形式如石墨插层化合物,然后再对其处理来获得石墨烯。 这类方法的优点是原料来源广泛,制备操作较为简单,制备一般不需高温,对设备要求不是很高,但是这类方法是通过石墨分层得到的,得到的单层石墨混在石墨片层中,其分离比较困难,而且生成的石墨烯尺寸不可控。 1.1 机械剥离法

精神分裂症的发病原因是什么

精神分裂症的发病原因是什么 精神分裂症是一种精神病,对于我们的影响是很大的,如果不幸患上就要及时做好治疗,不然后果会很严重,无法进行正常的工作和生活,是一件很尴尬的事情。因此为了避免患上这样的疾病,我们就要做好预防,今天我们就请广州协佳的专家张可斌来介绍一下精神分裂症的发病原因。 精神分裂症是严重影响人们身体健康的一种疾病,这种疾病会让我们整体看起来不正常,会出现胡言乱语的情况,甚至还会出现幻想幻听,可见精神分裂症这种病的危害程度。 (1)精神刺激:人的心理与社会因素密切相关,个人与社会环境不相适应,就产生了精神刺激,精神刺激导致大脑功能紊乱,出现精神障碍。不管是令人愉快的良性刺激,还是使人痛苦的恶性刺激,超过一定的限度都会对人的心理造成影响。 (2)遗传因素:精神病中如精神分裂症、情感性精神障碍,家族中精神病的患病率明显高于一般普通人群,而且血缘关系愈近,发病机会愈高。此外,精神发育迟滞、癫痫性精神障碍的遗传性在发病因素中也占相当的比重。这也是精神病的病因之一。 (3)自身:在同样的环境中,承受同样的精神刺激,那些心理素质差、对精神刺激耐受力低的人易发病。通常情况下,性格内向、心胸狭窄、过分自尊的人,不与人交往、孤僻懒散的人受挫折后容易出现精神异常。 (4)躯体因素:感染、中毒、颅脑外伤、肿瘤、内分泌、代谢及营养障碍等均可导致精神障碍,。但应注意,精神障碍伴有的躯体因素,并不完全与精神症状直接相关,有些是由躯体因素直接引起的,有些则是以躯体因素只作为一种诱因而存在。 孕期感染。如果在怀孕期间,孕妇感染了某种病毒,病毒也传染给了胎儿的话,那么,胎儿出生长大后患上精神分裂症的可能性是极其的大。所以怀孕中的女性朋友要注意卫生,尽量不要接触病毒源。 上述就是关于精神分裂症的发病原因,想必大家都已经知道了吧。患上精神分裂症之后,大家也不必过于伤心,现在我国的医疗水平是足以让大家快速恢复过来的,所以说一定要保持良好的情绪。

精神分裂症的病因是什么

精神分裂症的病因是什么 精神分裂症是一种精神方面的疾病,青壮年发生的概率高,一般 在16~40岁间,没有正常器官的疾病出现,为一种功能性精神病。 精神分裂症大部分的患者是由于在日常的生活和工作当中受到的压力 过大,而患者没有一个良好的疏导的方式所导致。患者在出现该情况 不仅影响本人的正常社会生活,且对家庭和社会也造成很严重的影响。 精神分裂症常见的致病因素: 1、环境因素:工作环境比如经济水平低低收入人群、无职业的人群中,精神分裂症的患病率明显高于经济水平高的职业人群的患病率。还有实际的生活环境生活中的不如意不开心也会诱发该病。 2、心理因素:生活工作中的不开心不满意,导致情绪上的失控,心里长期受到压抑没有办法和没有正确的途径去发泄,如恋爱失败, 婚姻破裂,学习、工作中不愉快都会成为本病的原因。 3、遗传因素:家族中长辈或者亲属中曾经有过这样的病人,后代会出现精神分裂症的机会比正常人要高。 4、精神影响:人的心里与社会要各个方面都有着不可缺少的联系,对社会环境不适应,自己无法融入到社会中去,自己与社会环境不相

适应,精神和心情就会受到一定的影响,大脑控制着人的精神世界, 有可能促发精神分裂症。 5、身体方面:细菌感染、出现中毒情况、大脑外伤、肿瘤、身体的代谢及营养不良等均可能导致使精神分裂症,身体受到外界环境的 影响受到一定程度的伤害,心里受到打击,无法承受伤害造成的痛苦,可能会出现精神的问题。 对于精神分裂症一定要配合治疗,接受全面正确的治疗,最好的 疗法就是中医疗法加心理疗法。早发现并及时治疗并且科学合理的治疗,不要相信迷信,要去正规的医院接受合理的治疗,接受正确的治 疗按照医生的要求对症下药,配合医生和家人,给病人创造一个良好 的治疗环境,对于该病的康复和痊愈会起到意想不到的效果。

石墨烯的制备方法概述

石墨烯的制备方法概述 1物理法制备石墨烯 物理方法通常是以廉价的石墨或膨胀石墨为原料,通过机械剥离法、取向附生法、液相或气相直接剥离法来制备单层或多层石墨烯。这些方法原料易得,操作相对简单,合成的石墨烯的纯度高、缺陷较少。 1.1机械剥离法 机械剥离法或微机械剥离法是最简单的一种方法,即直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剥离下来。Novoselovt等于2004年用一种极为简单的微机械剥离法成功地从高定向热 解石墨上剥离并观测到单层石墨烯,验证了单层石墨烯的独立存在。具体工艺如下:首先利用氧等离子在1mm厚的高 定向热解石墨表面进行离子刻蚀,当在表面刻蚀出宽20μm —2mm、5μm的微槽后,用光刻胶将其粘到玻璃衬底上, 再用透明胶带反复撕揭,然后将多余的高定向热解石墨去除并将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中进行超声,最后将单晶硅片放入丙酮溶剂中,利用范德华力或毛细管力将单层石墨烯“捞出”。 但是这种方法存在一些缺点,如所获得的产物尺寸不易控制,无法可靠地制备出长度足够的石墨烯,因此不能满足工业化需求。

1.2取向附生法—晶膜生长 PeterW.Sutter等使用稀有金属钌作为生长基质,利用基质的原子结构“种”出了石墨烯。首先在1150°C下让C原子渗入钌中,然后冷却至850°C,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,在整个基质表面形成镜片形状的单层碳原子“孤岛”,“孤岛”逐渐长大,最终长成一层完整的石墨烯。第一层覆盖率达80%后,第二层开始生长,底层的石墨烯与基质间存在强烈的交互作用,第二层形成后就前一层与基质几乎完全分离,只剩下弱电耦合,这样制得了单层石墨烯薄片。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影响制得的石墨烯薄片的特性。 1.3液相和气相直接剥离法 液相和气相直接剥离法指的是直接把石墨或膨胀石墨(EG)(一般通过快速升温至1000°C以上把表面含氧基团除去来获取)加在某种有机溶剂或水中,借助超声波、加热或气流的作用制备一定浓度的单层或多层石墨烯溶液。Coleman等参照液相剥离碳纳米管的方式将墨分散在N-甲基-吡咯烷酮(NMP)中,超声1h后单层石墨烯的产率为1%,而长时间的 超声(462h)可使石墨烯浓度高达1.2mg/mL。研究表明,当溶剂与石墨烯的表面能相匹配时,溶剂与石墨烯之间的相互作用可以平衡剥离石墨烯所需的能量,能够较好地剥离石墨烯

环境工程类核心期刊

长江流域资源与环境》 英文刊名:RESOURCES AND ENVIRONMENT IN THE YANGTZE BASIN 期刊刊号:ISSN1004-8227;CN42-1320/X 邮发代号:38-311 创刊年代:1992年;2001年出版至第10卷 出版周期:双月刊;逢单月1日出版期刊容量:96页/期(2001年);大16开 主办单位:中国科学院资源环境科学与技术局、中国科学院武汉文献情报中心 主编:许厚泽编辑部主任:刘典伟 核心期刊类别:《中文核心期刊要目总览》(2000年版)环境科学类核心期刊; 期刊网址: 投稿地址:湖北省武汉武昌小洪山西区25号《长江流域资源与环境》编辑部 邮政编码:430071 联系电话: EMAIL: 《城市环境与城市生态》 英文刊名:URBAN ENVIRONMENT & URBAN ECOLOGY 期刊刊号:ISSN1002-1264; CN12-1128/X 邮发代号:18-111 创刊年代:1988年;2001年出版至第14卷 出版周期:双月刊;双月20日出版期刊容量:64页/期(2001年);大16开 主办单位:天津市环境保护局 协办单位:天津市环境科学学会;中国生态学会城市生态专业委员会等 主编:邢振钢常务副主编:张燕华 核心期刊类别:《中文核心期刊要目总览》(2000年、1996年版)环境科学类核心期刊; 期刊网址: 投稿地址:天津市南开区复康路17号《城市环境与城市生态》编辑部 邮政编码:300191 联系电话: EMAIL: 《重庆环境科学》 英文刊名:CHONGQING ENVIRONMENTAL SCIENCE 期刊刊号:ISSN1001-2141;CN50-1117/X 邮发代号:78-74 创刊年代:1979年;2001年出版至第23卷 出版周期:双月刊;逢双月15日出版期刊容量:78页/期(2001年);大16开 主办单位:重庆市环境保护局、重庆市环境科学学会 社长:张绍志主编:陈尧华执行副主编:傅仕俊编辑:居晓青、黄红 核心期刊类别:《中文核心期刊要目总览》(2000年、1996年、1992年版)环境科学类核心期刊;期刊网址:

石墨烯纤维纱的性能及其应用

石墨烯纤维纱的性能及其应用 石墨烯的发现 石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电性能最强的新型纳米材料,从2004年石墨烯在实验室被正式制备以来,受到全球广泛关注,被誉为“新材料之王”。在国内,相关技术人员通过打开分子链,嵌入金属模板,利用高科技高温煅烧这一航天技术,成功从玉米芯纤维素中研制出生物质石墨烯,全球首创,成为2016年纤维新秀。 用石墨烯纤维面料的独特功效 1、体温即可激发的远红外 石墨烯特有人体体温激发远红外功能,促进血液微循环,加速新陈代谢,有效放松肌肉缓解疲劳,用石墨烯纤维面料制作贴身衣物,亲肤能改善血液微循环,缓解慢性疼痛,有效改善人体亚健康。 2、抗菌抑菌 石墨烯纤维特有抗菌抑菌功能,有效抑制真菌的滋生,抑菌除臭功能显著。 3、吸湿透气 石墨烯纤维同时具有祛湿透气功能,能持久保持肌肤干爽,透气舒适,有效保护私处健康。 4、抗静电 天然抗静电功能,让穿着更舒适。 5、防紫外线 石墨烯纤维同时具防紫外线功能,无论制作贴身衣物还是外穿时装,功能同样出众。

石墨烯纤维的应用范围 、墨烯内暖纤维石墨烯内暖纤维是由生物质石墨烯与各类纤维复合而成的一种智能多功能纤维新材料,具备超越国际先进水平的低温远红外功能,集防静电等作用于一身。 石墨烯内暖纤维长丝、短纤规格齐全,短纤可与棉毛丝麻等纤维以及涤纶腈纶等其他各种纤维等其他各种纤维搭配混纺,长丝可与各种纤维交织,制备不同功能需求的纱线面料。 在纺织领域,可以制成袜类、婴幼服饰、家居面料、户外服装等。石墨烯内暖纤维的用途服装领域,还可以应用于车辆内饰、美容卫材、摩擦材料、过滤材料等。 墨烯内暖绒材料石墨烯内暖绒是由生物质石墨烯均匀分散于涤纶空白切片中进行共混纺丝生产而成。该技术既充分利用了可的低成本生物质资源,又将生物质石墨烯的功能充分展现到纤维中,获得了高性能、高附加值的新型纺织材料。石墨烯内暖绒材料具有远红外升温、保暖透气、抗静电等多功能特性,作为填充材料应用于棉被、羽绒服等,对提升纺织工业创新能力和推动高附加值产品开发具有重大意义和市场价值。

前沿讲座石墨烯研究进展

石墨烯 世界2010年最大的科学笑话? 是“石墨薄片”获2010世界诺贝尔物理学奖? 获奖理由是说:获奖科学家用小学生使用的铅笔,在纸上涂抹下铅笔芯中的石墨粉,再用胶粘纸,进行反复粘贴,石墨粉变薄,而能创造出天下奇迹。也就是石墨粉越薄,强度越大,强得能超过钢铁100倍?越薄越能耐高温?越薄越有超导电性?而没有任何事实根据支持,竟然获奖。 “石墨薄片”获奖,被推荐和评选为2010世界最大笑的理由是:因为在宇宙间,在世界上找不到,永远也找不到,物质越薄,强度越大,越能耐高温,电阻越小的物质和事实存在,诺贝尔奖又是世界上的大事。而宇宙间有数不尽的大自然机器早已作了上百亿年的试验,证据事实数据堆山塞海。人类也进行了数不尽的物质材料验证实验,事实证据也无处不在。无不说明在地球上,人世间绝对没有,物质越薄强度越大……的物质和事实存在。难道宇宙和人类早已进行了千年,万年……. 的辛苦实验,还不如用铅笔在纸上毫无事实根据的胡乱画圈?而世界顶级的科学家们,则对大自然的事实视而不见,就此胡乱的相信和评选.....,还有我们更多无知的吹捧,难道不是天下的大笑话?如果您不相信可以去自作小学生的实验,去看一看变相批评瑞典皇家科学院,2010年物理学评审委员会的建议文章,就会更明白。当

然还有在自由的环境下,用“石墨诺贝尔笑话奖”这个题目就能看到成千上万的科学精英们,对此问题是怎么说的?又是怎么样去看?

科学家将石墨烯聚光能力提高20倍 据美国物理学家组织网8月30日报道,英国科学家表示,他们对石墨烯的最新研究表明,让石墨烯与金属纳米结构结合可将石墨烯的聚光能力提高20倍,改进后的石墨烯设备有望在未来的高速光子通讯中用作光敏器,让速度为现在几十倍的超高速互联网成为现实。相关研究发表于《自然—通讯》杂志上。 2010年,英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃谢洛夫因在石墨烯研究领域的突出贡献而荣膺诺贝尔奖。现在,他们和剑桥大学科学家做出了这项最新发现,为提高互联网和其他通讯设施的速度铺平了道路。 此前科学家们就发现,将两根紧密排列的金属丝放在石墨烯上方,用光照射于其上会产生电力,这个简单的设备其实是一个基本的太阳能电池。更重要的是,因为石墨烯内的电子拥有高流动性和高速度等独特属性,石墨烯设备处理数据的速度可能是目前最快的互联网光缆的几十倍甚至几百倍。 然而,迄今为止,这些极富应用潜力的设备在实用过程中一直遭遇聚光效率低下这一瓶颈,石墨烯只能吸收照射于其上的3%的光线来产生电力,其余光线全成了“漏网之鱼”。

石墨烯薄膜制备方法研究

北京化工大学本科生毕业论文

题目石墨烯薄膜制备方法研究 诚信申明 本人声明: 所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究生成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京化工大学或其他教育机构的学位或证书而是用过的材料,其他同志对研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处,本人愿承担一切相关责任。本科生签名:日期:年月日

本科生毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目:石墨烯薄膜制备方法研究 学院:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:化工0805 学生:艾东东指导教师(含职称):元炯亮副教授专业负责人:刘晓林 1.设计(论文)的主要任务及目标 主要任务:(1)利用Hummers法制备氧化石墨; (2)利用电化学还原法制备石墨烯。 主要目标:配置一定浓度的氧化石墨溶液,导电玻璃作为基底,将氧化石墨溶液涂于导电玻璃表面,在恒电压下还原氧化石墨,制得薄层石墨烯。 2.设计(论文)的基本要求和内容 了解石墨烯国内外的研究现状和发展趋势,以及有关石墨烯的一些制备方法和表征手段,掌握基本的实验操作技能,学会分析实验结果。毕业论文完成后应具备独立进行研究的能力。 3.主要参考文献 [1] 朱宏伟,徐志平,谢丹等.石墨烯-结构、制备方法与性能表征[M].北京:清华大学出版社,2011:36~45 [2]郭鹏.石墨烯的制备、组装及应用研究[D],北京:北京化工大学,2010 [3] Hummers W S, Offeman R E, Preparation of graphite oxide[J].J Am Chem Soc, 1958,80(6):1339 4.进度安排 设计(论文)各阶段名称起止日期 1 前期文献查阅并准备开题2012.2.15~2012.2.29 2 进行相关实验,处理实验数据,分析结果2012.3.1~2012.5.1 3 总结实验结果,编写实验论文2012.5.1~2012.5.20 4 完善毕业论文,进行相关的修改2012.5.20~2012.5.30 5 准备毕业答辩及毕业相关的工作2012.5.30~2012.6.5

石墨烯的性能与应用

ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 《材料物理》期末论文 石墨烯的性能及应用 学院名称:数理学院 专业班级:应用物理学11-1班 学生姓名:邢俊俊 学号: 201111020026 2014年6月

石墨烯的性能及应用 摘要:石墨烯其貌不扬,其微片看上去就好像是棉花一样的黑色絮状物,可它为什么如此受追捧?答案其实并不复杂。因为它太轻薄了,只有一个原子厚度,却又非常坚硬。除此之外,它还拥有优秀的导热性、极低的电阻率。在轻薄坚固的同时,它还几乎是完全透明的。这些特性让研究者们能够创造出无限的可能性,无怪乎石墨烯横空出世之时业界震惊。 关键词:石墨烯、新材料、物质、科技 Abstract:Graphene does not seem good, its microchip looks like black cotton floc, but why it can be so popular these days? The answer is not complicated. Because it is so thin and only has one atom thick, it is very hard, however. In addition, it has excellent thermal conductivity and low resistivity. It is in strong light while almost completely transparent. These features allow the researchers are able to create infinite possibilities, no wonder when the industry turned out of graphene shocked. Key words: Graphene, new materials, substances, Technology 1、前言: 石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈?海姆(Andre Geim)和康斯坦丁?诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov),成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸

精神分裂症应该怎么治疗

精神分裂症应该怎么治疗 1、坚持服药治疗 服药治疗是最有效的预防复发措施临床大量统计资料表明,大多数精神分裂症的复发与自行停药有关。坚持维持量服药的病人复发率为40%。而没坚持维持量服药者复发率高达80%。因此,病人和家属要高度重视维持治疗。 2、及时发现复发的先兆,及时处理 精神分裂症的复发是有先兆的,只要及时发现,及时调整药物和剂量,一般都能防止复发,常见的复发先兆为:病人无原因出现睡眠不好、懒散、不愿起床、发呆发愣、情绪不稳、无故发脾气、烦躁易怒、胡思乱想、说话离谱,或病中的想法又露头等。这时就应该及时就医,调整治疗病情波动时的及时处理可免于疾病的复发。 3、坚持定期门诊复查 一定要坚持定期到门诊复查,使医生连续地、动态地了解病情,使病人经常处于精神科医生的医疗监护之下,及时根据病情变化调整药量。通过复查也可使端正人及时得到咨询和心理治疗解除病人在生活、工作和药物治疗中的各种困惑,这对预防精神分裂症的复发也起着重要作用。 4、减少诱发因素 家属及周围人要充分认识到精神分裂症病人病后精神状态的薄弱性,帮助安排好日常的生活、工作、学习。经常与病人谈心,帮助病人正确对待疾病,正确对待现实生活,帮助病人提高心理承受能力,学会对待应激事件的方法,鼓励病人增强信心,指导病人充实生活,使病人在没有心理压力和精神困扰的环境中生活。 首先是性格上的改变,塬本活泼开朗爱玩的人,突然变得沉默寡言,独自发呆,不与人交往,爱干净的人也变的不注意卫生、生活

懒散、纪律松弛、做事注意力不集中,总是和患病之前的性格完全 相悖。 再者就是语言表达异常,在谈话中说一些无关的谈话内容,使人无法理解。连最简单的话语都无法准确称述,与之谈话完全感觉不 到重心。 第三个就是行为的异常,行为怪异让人无法理解,喜欢独处、不适意的追逐异性,不知廉耻,自语自笑、生活懒散、时常发呆、蒙 头大睡、四处乱跑,夜不归宿等。 还有情感上的变化,失去了以往的热情,开始变的冷淡、对亲人不关心、和友人疏远,对周围事情不感兴趣,一点消失都可大动干戈。 最后就是敏感多疑,对任何事情比较敏感,精神分裂症患者,总认为有人针对自己。甚至有时认为有人要害自己,从而不吃不喝。 但是也有的会出现难以入眠、容易被惊醒或睡眠不深,整晚做恶梦或者长睡不醒的现象。这些都有可能是患上了精神分裂症。 1.加强心理护理 心理护理是家庭护理中的重要方面,由于社会上普遍存在对精神病人的歧视和偏见,给病人造成很大的精神压力,常表现为自卑、 抑郁、绝望等,有的病人会因无法承受压力而自杀。家属应多给予 些爱心和理解,满足其心理需求,尽力消除病人的悲观情绪。病人 生活在家庭中,与亲人朝夕相处,接触密切,家属便于对病人的情感、行为进行细致的观察,病人的思想活动也易于向家属暴露。家 属应掌握适当的心理护理方法,随时对病人进行启发与帮助,启发 病人对病态的认识,帮助他们树立自信,以积极的心态好地回归社会。 2.重视服药的依从性 精神分裂症病人家庭护理的关键就在于要让病人按时按量吃药维持治疗。如果不按时服药,精神病尤其是精神分裂症的复发率很高。精神病人在医院经过一系统的治疗痊愈后,一般需要维持2~3年的

石墨烯的制备方法

一.文献综述 随着社会的发展,人们对材料的要求越来越高,碳元素在地球上分布广泛,其独特的物理性质和多种多样的形态己逐渐被人类发现、认识并利用。1924年 确定了石墨和金刚石的结构;1985年发现了富勒烯;1991年发现了碳纳米管;2004年,曼彻斯特大学Geim等成功制备的石墨烯是继碳纳米管被发现后富勒烯 家族中又一纳米级功能性材料,它的发现使碳材料领域更为充实,形成了从零维、一维、二维到三维的富勒烯、碳纳米管、石墨烯以及金刚石和石墨的完整系统。而2004年至今,关于氧化石墨烯和石墨烯的研究报道如雨后春笋般涌现,其已 成为物理、化学、材料学领域的国际热点课题。 制备石墨烯的方法有很多种,如外延生长法,氧化石墨还原法,CVD法, 剥离-再嵌入-扩涨法以及有机合成法等。在本文中主要介绍氧化石墨还原法。 除此之外,还对其的一些性能进行表征。 二.石墨烯材料 2.1石墨烯材料的结构和特征 石墨烯(gr即hene)是指碳原子之间呈六角环形排列的一种片状体,由一层 碳原子构成,可在二维空间无限延伸,可以说是严格意义上的二维结构材料,同时,它被认为是宇宙上最薄的材料[`2],也被认为是有史以来见过的最结实的材料。 ZD结构的石墨烯具有优异的电子特性,且导电性依赖于片层的形状和片层数,据悉石墨烯是目前已知的导电性能最出色的材料,可运用于导电高分子复合 材料,这也使其在微电子领域、半导体材料、晶体管和电池等方面极具应用潜力。有专家指出,如果用石墨烯制造微型晶体管将能够大幅度提升计算机的运算速度,其传输电流的速度比电脑芯片里的硅元素快100倍。近日,某科技日报称,mM的 研究人员展示了由石墨烯材料制作而成的场效应晶体管(FET),经测试,其截止频率可达100吉赫兹(GHz),这是迄今为止运行速度最快的射频石墨烯晶体管。石 墨烯的导热性能也很突出,且优于碳纳米管。石墨烯的表面积很大,McAlliste: 等通过理论计算得出石墨烯单片层的表面积为2630扩/g,这个数据是活性炭的 2倍多,可用于水净化系统。

石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展

. . .. . . 报告题目:石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展 一、书目信息: 二、评分标准 1.格式规、容简明扼要。报告中引用的数据、观点等要注明出处20分 2. 报告结构合理,表述清晰20分 3. 石墨烯的结构、性能、制备方法概述正确、新(查阅5篇以上的文献)20分 4. 石墨烯的应用研究进展概述(文献)全、新(查阅5篇以上的文献)20分 5. 心得及进一步的研究展望真实,无抄袭与剽窃现象20分 三、教师评语 请根据写作容给定成绩,填入“成绩”部分。 注1:本页由报告题目、书目信息有学生填写,其余由教师填写。提交试卷时含本页。学生从第二页开始写作,要求见蓝色字体部分。 注2:“阅卷教师评语”部分请教师用红色或黑色碳素笔填写,不可用电子版。无“评语”视为不合规。注3:不符合规试卷需修改规后提交。 摘要 碳是自然界中万事万物的重要组成物质,也是构成生命有机体的主要元素。石墨和金刚石是两种典型的单质碳,也是最早为人们所熟知的两种碳的三维晶体结构,属于天然矿

密封线 石。除石墨和金刚石外,碳材料还包括活性炭、碳黑、煤炭和碳纤维等非晶形式。煤是重 要的燃料。碳纤维在复合材料领域有重要的应用。20 世纪80 年代,纳米材料与技术获得 了极大的发展。纳米碳材料也是从这一时期开始进入历史的舞台。1985 年,由60 个碳原 子构成的“足球”分子:C60被三位英美科学家发现。随后,C70、C86等大分子相继出现, 为碳家族添加了一大类新成员:富勒烯。富勒烯是碳的零维晶体结构,它们的出现开启了 富勒烯化学新篇章。三位发现者于1996 年获诺贝尔化学奖。1991 年,由石墨层片卷曲 而成的一维管状纳米结构:碳纳米管被发现。如今,碳纳米管已经成为一维纳米材料的典 型代表。发现者饭岛澄男于2008 年获卡弗里纳米科学奖。2004 年,一位新成员:石墨 烯,出现在碳材料的“家谱”中。石墨烯的发现者,两位英国科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖罗夫(Konstantin Novoselov)于2010 年获诺贝尔物理学 奖。 关键词:碳材料复合材料晶体结构 1 石墨烯的结构 石墨烯是sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。在单层石墨烯中,碳碳键长为0.142nm,厚度只有0.334nm。石墨烯是构成下列碳同素异型体的基本单元:例如:石墨,碳纳米管和富勒烯。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。 2 石墨烯的制备 2.1 物理法制备石墨烯 物理方法通常是以廉价的石墨或膨胀石墨为原料,通过机械剥离法、取向附生法、液相或气相直接剥离法来制备单层或多层石墨烯。这些方法原料易得, 操作相对简单,合成的石墨烯的纯度高、缺陷较少。 2.1.1机械剥离法 机械剥离法或微机械剥离法是最简单的一种方法,即直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剥离下来。Novoselovt 等[1]于2004年用一种极为简单的微机械剥离法成功地从高定向热解石墨上剥离并观测到单层石墨烯,验证了单层石墨烯的独立存在。具体工艺如下:首先利用氧等离子在 1 mm厚的高定向热解石墨表面进行离子刻蚀,当在表面刻蚀出宽20 μm—2 mm、深 5 μm的微槽后,用光刻胶将其粘到玻璃衬底上,再用透明胶带反复撕揭,然后将多余的高定向热解石墨去除并将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中进行超声,最后将单晶硅片放入丙酮溶剂中,利用德华力或毛细管力将单层石墨烯“捞出”。 2.1.2取向附生法—晶膜生长

石墨烯学习心得

石墨烯学习心得 最近这段时间断断续续搜集了很多纳米材料、半导体物理还有石墨烯的相关资料,主要是来自万方数据网、超星学术视频网站、百度文库还有一些相关网页博客资料。了解到了很多之前闻所未闻的知识,比如“纳米材料的神奇特性、纳米科技潜在的危害”等等。 对于石墨烯,主要有如下几方面不成熟的想法,还望老师您来指正。 (1) 在石墨烯新奇特性以及宏观应用预测方面 有人认为,石墨烯的这些新奇的特性以及预期应用并不能推广到宏观尺寸。 第一是认为很多实验数据都是来源于对微纳米级单层石墨烯的实验研究,不能把纳米微米级观察和测试到的数据无限夸大到宏观应用; 第二是认为单层悬浮石墨烯的特异性是依靠其边界碳原子的色散作用而稳定存在,大面积的单层悬浮石墨稀不可能稳定存在。第三是认为目前的大面积石墨烯的应用实例存在相当大的褶皱以及碳原子缺失。因而否定很多2010年诺贝尔物理奖的公告中对于石墨稀的宏观应用预测,并主张继续深入石墨烯微观性能研究,比如半导体器件等研究。 我想:我们最好还是不能放弃石墨烯在宏观尺度上应用的希望,应该尽最大努力用各种手段去克服所谓的褶皱、碳原子缺失等等导致石墨烯性质不能稳定存在的负面因素,比如采用衬底转移(CVD)的方式所制大面积石墨烯透明电极尺寸的方法(虽然制得的石墨烯还有很多的缺陷,但至少证明大面积石墨烯还是有可能稳定存在并最终为我们所用的吧,毕竟有宏观实际应用的材料才更有可能是有发展前景的新型材料)。 (2) 在石墨烯制备工艺方面 我们知道,石墨烯非常有希望在诸多应用领域中成为新一代器件,但这些元件要达到实际应用水平,还需要解决很多问题。那就是如何在所要求的基板或位置制作出不含缺陷及杂质的高品质石墨烯,或者通过掺杂 (Doping)法实现所期望载流子密度的石墨烯。用于透明导电膜用途时能否实现大面积化及量产化,而用于晶体管用途时能否提高层控制精度,这些问题都十分重要。今后,为了探寻石墨烯更广阔的应用领域,还需继续寻求更为优异的石墨烯制备工艺,使其得到更好的应用。(3) 石墨烯在纳米存储器上的应用前景 传统的半导体工艺技术已逐渐逼近物理极限,难以大幅度提高存

精神分裂症患者在怎样的情况下会自杀

精神分裂症患者在怎样的情况下会自杀 精神分裂症是最常见的一种精神病。早期主要表现为性格改变,如不理采亲人、不讲卫生、对镜子独笑等。病情进一步发展,即表现为思维紊乱,病人的思考过程缺乏逻辑性和连贯性,言语零乱、词不达意。精神分裂症患者随时有可能出现危险行为,这主要是指伤人毁物、自伤自杀和忽然出走。这些危险行为是受特定的精神症状支配的.那么精神分裂症患者在什么情况下会自杀呢? 被害妄想:这是所有精神病人最常见的症状之一,多数病人采取忍耐、逃避的态度,少数病人也会“先下手为强”,对他的“假想敌”主动攻击。对此,最重要的是弄清病人的妄想对象,即:病人以为是谁要害他。假如病人的妄想对象是某个家里人,则应尽量让这位家属阔别病人,至少不要让他与病人单独在一起。 抑郁情绪:精神分裂症病人在疾病的不同时期,可能出现情绪低落,甚至悲观厌世。特别需要留意的是,有相当一部分自杀成功的病人,是在疾病的恢复期实施自杀行为的。病人在精神病症状消除以后,因自己的病背上了沉重的思想包袱,不能正确对待升学、就业、婚姻等现实问题,感到走投无路,因此选择了轻生。对此,家属一定要防患于未然,要尽早发现病人的心理困扰,及时疏导。 对已经明确表示出自杀观念的病人,家属既不要惊慌失措,也不要躲躲闪闪,要主动与病人讨论自杀的利弊,帮助病人全面、客观地评估现实中碰到的各种困难,找出切实可行的解决办法。 另外,这种病人在自杀之前,是经过周密考虑,并且做了充分预备的,例如写遗书、收拾旧物、向家人离别、选择自杀时间、预备自杀工具等。这类病人的自杀方式也是比较温顺的,多数是服药自杀。因此,他需要一定的时间来积攒足足数目的药物,这时就能看出由家属保管药品的重要性了。只要家属密切观察病人的情绪变化,是不难早期发现病人的自杀企图的。 药源性焦虑:抗精神病药的副作用之一是可能引起病人莫名的焦躁不安、手足无措,并伴有心慌、出汗、恐惧等。这些表现多是发作性的,多数发生在下午到傍晚时分,也有的病人在打长效针以后的2?3天内出现上述表现。这种时间上的规律性,有助于家属判定病人的焦虑情绪是否由于药物所致。病人急于摆脱这种强烈的痛苦,会出现冲动伤人或自伤,这些行为只是为了发泄和解脱,并不以死为终极目的。家属可以在病人发作时,给他服用小剂量的安定类药物,或者在医生的指导下,调整抗精神病药的剂量或品种,这样就可以有效地控制病人的焦虑发作。 极度兴奋:病人的精神症状表现为严重的思维紊乱、言语杂乱无章、行为缺乏目的性,这类病人也可能出现自伤或伤人毁物。由于病人的兴奋躁动是持续性的,家属有充分的思想预备,一般比较轻易防范。家属要保管好家里的刀、剪、火、煤气等危险物品,但最根本的办法,是使用大剂量的、具有强烈镇静作用的药物来控制病人的兴奋。假如在家里护理病人确有困难,则可以强制病人住院治

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