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从0到稳定增加:功能化石墨烯如何提升二硫化钼PL信号?

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近年来,二维材料构建的范德华异质结应用前景广阔,其中石墨烯/二硫化钼异质结整合两者优势,但精确调控纳米尺度异质结界面距离困难。近日,柏林自由大学陈鑫博士团队等合作,通过用不同官能团预功能化石墨烯底层再组装异质结,实现对石墨烯/二硫化钼界面的系统高效调控。

为确保官能团有序均匀分布,团队采用温和可控的光催化高价碘自由基反应并优化条件。原子力显微镜表征显示,随官能团增大,功能化石墨烯/二硫化钼异质结层间距离稳定增加,证明方法可靠。

与原始石墨烯不同,功能化石墨烯作底层能增强二硫化钼的光致发光(PL)信号,且增强程度与层间距离正相关。DFT理论模拟表明,功能化石墨烯可调控层间距离,界面相互作用弱,二硫化钼近乎自由悬浮,不同功能基团还通过电荷传递影响二硫化钼的n型或p型掺杂行为,进而影响其PL强度。

该研究在纳米尺度系统调节异质结层间距离,从实验和理论证明通过功能化底层材料控制异质结界面的可行性,此策略适用于半导体/金属等异质结界面调控,为改善器件性能提供新思路。 

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