我們報告了一種簡便有效的方法，通過激光輻照對單層石墨烯進行共價2D圖案化。我們利用過氧化二苯甲酰過氧化物（DBPO）的光解，并優(yōu)化了隨后在非活化石墨烯中的自由基加成反應，直至可以通過空間分辨的激光寫入引發(fā)石墨烯的受控共價2D圖案化的水平
通過掃描拉曼顯微鏡（SRM）監(jiān)測，石墨烯的共價2D官能化是完全可逆的。這個新概念可以對存儲在石墨烯表面的共價化學信息進行寫/讀/擦除控制。
Scheme 1. (a)激光誘導石墨烯與DBPO功能化的機制。(b)通過空間控制的DBPO解理石墨烯在Si/SiO
2上的激光成像。
Figure 1. 原始單層石墨烯在Si/SiO
2上的拉曼光譜(黑色)和DBPO薄膜照明60秒后的拉曼光譜(紅色)。
Figure 2.激光照射70秒后DBPO涂層石墨烯的拉曼測量(黑色)，激光照射10秒后同一點的拉曼測量(紅色)。
Figure 3. a)時間照射研究從30秒到16分鐘不等的ID/IG比值的演變； b)激光功率為0.017 mW到14 mW的激光強度。
Figure 4. a)涂有DBPO的單層石墨烯隨溫度變化的拉曼測量。b)功能化(藍色區(qū)域)和去功能化(紅色區(qū)域)時d波段強度變化曲線圖。
Scheme 2. 寫/讀/擦除概念的圖形化顯示。
Figure 5. a)用強度為1.6 mW(集成時間為8 s)的633 nm激光在186×144 um區(qū)域獲得6912個測點的拉曼圖。b)通過拉曼圖獲得，在G波段上歸一化的圖案化區(qū)域I和背景區(qū)域II的拉曼點光譜。
相關研究成果于2020年由埃爾朗根-紐倫堡大學A. Hirsch課題組，發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. ( https://doi.org/10.1002/anie.202006874)上。原文：Covalent 2D-Engineering of Graphene by Spatially Resolved Laser Writing/Reading/Erasing。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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