RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2025 Получить статью →
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов
Поиск →

Выпуски

 / 

2023

 / 

Ноябрь

←  →

Приборы и методы исследований


Лазерное восстановление оксида графена: локальное управление свойствами материала

† , ‡ , § , * , # 
Национальный исследовательский Томский политехнический университет, просп. Ленина 30, Томск, 634050, Российская Федерация

Приводится подробный анализ данных по лазерному восстановлению оксида графена (ОГ). Рассмотрены вопросы синтеза ОГ, структурные модели, а также способы управления свойствами материала. Описаны химический и тепловой механизмы восстановления — два основных фотоиндуцированных механизма превращения диэлектрических плёнок ОГ в проводящие структуры, а также проиллюстрировано их совместное воздействие. Проведён критический анализ влияния параметров лазерного излучения на локальную функционализацию материала, которая определяет проявляемые им свойства. Приведена сводная таблица по имеющимся данным о лазерном воздействии на ОГ. Показаны различные области применения, такие как электроника, фотовольтаика, энергетика и гибкие сенсоры, в том числе медицинского назначения. Данное исследование систематизирует представленные в литературе результаты и способствует дальнейшему изучению вопросов взаимодействия лазерного излучения с углеродными материалами, их преобразования, управления свойствами и возможностями применения в полностью углеродной электронике.

Текст: pdf (Полный текст предоставляется по подписке)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2022.12.039291
Адреса для корреспонденции: † genboysk@gmail.com, ‡ aal26@tpu.ru, § mif1@tpu.ru, * raul@tpu.ru и # jane.sheremet@gmail.com
Ключевые слова: углеродные наноматериалы, оксид графена (ОГ), восстановленный оксид графена (ВОГ), лазерная модификация поверхности, композитные материалы, нанокомпозиты, электропроводящие плёнки, лазерная абляция
PACS: 68.65.Pq, 81.05.uc, 81.16.−c (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2022.12.039291
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/11/c/
001131650500001
2-s2.0-85180722157
2023PhyU...66.1105M
Цитата: Мурастов Г В, Липовка А А, Фаткуллин М И, Родригес Р Д, Шеремет Е С "Лазерное восстановление оксида графена: локальное управление свойствами материала" УФН 193 1173–1204 (2023)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 22 июля 2022, 11 декабря 2022

English citation: Murastov G V, Lipovka A A, Fatkullin M I, Rodriguez R D, Sheremet E S “Laser reduction of graphene oxide: local control of material properties” Phys. Usp. 66 1105–1133 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2022.12.039291

Список литературы (176) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (7) Похожие статьи (11)

  1. Ferrari A C et al Nanoscale 7 4598 (2015)
  2. Novoselov K S et al Science 306 666 (2004)
  3. Губин С П, Ткачев С В Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. РЭНСИТ 2 (1--2) 99 (2010)
  4. Jiat L X et al J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 98 163 (2019)
  5. Mishra N et al Phys. Status Solidi A 213 2277 (2016)
  6. Tarcan R et al J. Mater. Chem. C 8 1198 (2020)
  7. Zhang Y et al Nano Today 5 (1) 15 (2010)
  8. Wan Z et al Adv. Mater. Technol. 3 1700315 (2018)
  9. Ye R, James D K, Tour J M Adv. Mater. 31 1803621 (2019)
  10. Kumar R et al Coord. Chem. Rev. 342 34 (2017)
  11. Чернозатонский Л А, Сорокин Б П, Артюх А А Успехи химии 83 251 (2014); Chernozatonskii L A, Sorokin P B, Artukh A A Russ. Chem. Rev. 83 251 (2014)
  12. Wallace P R Phys. Rev. 71 622 (1947)
  13. Pérez E M, Martín N Chem. Soc. Rev. 44 6425 (2015)
  14. Lonkar S P, Deshmukh Y S, Abdala A A Nano Res. 8 1039 (2015)
  15. Шульга Ю М, Шульга Н Ю, Пархоменко Ю Н Изв. вузов. Материалы электронной техники (3) 157 (2014)
  16. Poh H L et al Nanoscale 4 3515 (2012)
  17. Paredes J I et al Langmuir 24 10560 (2008)
  18. Yan J-A, Chou M Y Phys. Rev. B 82 125403 (2010)
  19. Brodie B Ann. Chim. Phys. 45 351 (1855)
  20. Staudenmaier L Berichte Deutschen Chem. Gesellschaft 3 1 (1898)
  21. Hummers W S, Offeman R E J. Am. Chem. Soc. 80 1339 (1958)
  22. Marcano D C et al ACS Nano 4 4806 (2010)
  23. Chen J et al Carbon 64 225 (2013)
  24. Guerrero-Contreras J, Caballero-Briones F Mater. Chem. Phys. 153 209 (2015)
  25. Sheshmani S, Fashapoyeh M A Acta Chim. Slov. 60 813 (2013)
  26. Lavin-Lopez M del P et al Indus. Eng. Chem. Res. 55 12836 (2016)
  27. Yu H et al Sci. Rep. 6 36810 (2016)
  28. Pendolino F, Armata N Graphene Oxide in Environmental Remediation Process (Cham: Springer, 2017)
  29. Wan Z et al Adv. Mater. Technol. 3 1700315 (2018)
  30. Lerf A et al J. Phys. Chem. B 102 4477 (1998)
  31. Hofmann U, Holst R Berichte Deutschen Chem. Gesellschaft A, B 72 754 (1939)
  32. Szabó T et al Chem. Mater. 18 2740 (2006)
  33. Ruess G Monatshefte Chemie 76 381 (1947)
  34. Nakajima T, Mabuchi A, Hagiwara R Carbon 26 357 (1988)
  35. Pei S, Cheng H-M Carbon 50 3210 (2012)
  36. Gómez-Navarro C et al Nano Lett. 10 1144 (2010)
  37. López-Díaz D et al Coat. World 10 524 (2020)
  38. Bagri A et al Nat. Chem. 2 581 (2010)
  39. Ju H-M et al Mater. Lett. 64 357 (2010)
  40. Agarwal V, Zetterlund P B Chem. Eng. J. 405 127018 (2021)
  41. Wei Z et al Science 328 1373 (2010)
  42. Su Y et al Nano Res. 6 842 (2013)
  43. Stankovich S et al Carbon 45 1558 (2007)
  44. Gilje S et al Nano Lett. 7 3394 (2007)
  45. Ekiz O O et al ACS Nano 5 2475 (2011)
  46. Voiry D et al Science 353 1413 (2016)
  47. Prezioso S et al Langmuir 28 5489 (2012)
  48. Cote L J et al J. Am. Chem. Soc. 131 11027 (2009)
  49. CanУado L G et al Nano Lett. 11 3190 (2011)
  50. Malinský P et al Phys. Chem. Chem. Phys. 19 10282 (2017)
  51. Kwon S-N et al Organic Electron. 34 67 (2016)
  52. Huh S H et al J. Korean Phys. Soc. 59 3428 (2011)
  53. Yang Y et al RSC Adv. 9 3597 (2019)
  54. Blanton T N, Majumdar D Powder Diffraction 28 68 (2013)
  55. Aslam S, Mustafa F, Ashfaq Ahmad M Ceramics Int. 44 6823 (2018)
  56. Gao X, Jang J, Nagas S J. Phys. Chem. C 114 832 (2010)
  57. Chua C K, Pumera M Chem. Commun. 52 72 (2016)
  58. Thakur S, Karak N Carbon 94 224 (2015)
  59. Qiu L et al Nat. Commun. 3 1241 (2012)
  60. Zhang J et al Chem. Commun. 46 1112 (2010)
  61. Zhu C et al ACS Nano 4 2429 (2010)
  62. Thakur S, Karak N Carbon 50 5331 (2012)
  63. Lingaraju K et al Biotechnol. Rep. Amst 24 e00376 (2019)
  64. Gao W et al Nat. Chem. 1 403 (2009)
  65. Faucett A C, Mativetsky J M Carbon 95 1069 (2015)
  66. Ghadim E E et al Appl. Surf. Sci. 301 183 (2014)
  67. Pei S, Cheng H-M Carbon 50 3210 (2012)
  68. Tu N D K et al Chem. Mater. 27 7362 (2015)
  69. Demazeau G J. Mater. Chem. 9 15 (1999)
  70. Eda G, Fanchini G, Chhowalla M Nat. Nanotechnol. 3 270 (2008)
  71. Pei S, Cheng H-M Carbon 50 3210 (2012)
  72. Gao W et al Nat. Chem. 1 403 (2009)
  73. Cao G et al Opto-Electron. Adv. 1 18001201 (2018)
  74. Cao G et al ACS Appl. Mater. Interfaces 11 20298 (2019)
  75. Jiang H-B et al Adv. Funct. Mater. 24 4595 (2014)
  76. Tran T X et al ACS Appl. Mater. Interfaces 10 39777 (2018)
  77. Gao W et al Nat. Nanotechnol. 6 496 (2011)
  78. Li X et al Nat. Commun. 6 6984 (2015)
  79. Yang C-R, Tseng S-F, Chen Y-T Appl. Surf. Sci. 444 578 (2018)
  80. Smirnov V A et al High Energy Chem. 45 57 (2011)
  81. Smirnov V A et al Nanotechnol. Russ. 7 156 (2012)
  82. Plotnikov V G et al High Energy Chem. 45 411 (2011)
  83. Williams G, Seger B, Kamat P V ACS Nano 2 1487 (2008)
  84. Williams G, Kamat P V Langmuir 25 13869 (2009)
  85. Shul'ga Y M et al High Energy Chem. 46 117 (2012)
  86. Vasilets V N et al High Energy Chem. 52 14 (2018)
  87. Zhao X et al Appl. Phys. Lett. 98 121905 (2011)
  88. Zhou Y et al Adv. Mater. 22 67 (2010)
  89. Trusovas R et al Carbon 52 574 (2013)
  90. Evlashin S A et al Adv. Mater. Interfaces 5 1800737 (2018)
  91. Orekhov N D et al Carbon 191 546 (2022)
  92. Thekkekara L V et al Appl. Phys. Lett. 107 031105 (2015)
  93. Huh S H "Thermal reduction of graphene oxide" Physics and Applications of Graphene (Ed. S Mikhailov) (London: IntechOpen, 2011) p. 73
  94. Arul R et al Carbon 99 423 (2016)
  95. Petridis C et al Appl. Phys. Lett. 102 093115 (2013)
  96. de Lima B S, Bernardi M I B, Mastelaro V R Appl. Surface Sci. 506 144808 (2019)
  97. Jiang H-B et al ACS Appl. Mater. Interfaces 10 18416 (2018)
  98. Pérez L A, Bajales N, Lacconi G I Appl. Surf. Sci. 495 143539 (2019)
  99. Wan Z et al Carbon 141 83 (2019)
  100. Guo L et al J. Phys. Chem. C 116 3594 (2012)
  101. Evlashin S et al ACS Appl. Mater. Interfaces 8 28880 (2016)
  102. Al-Gaashani R et al Ceramics Int. 45 14439 (2019)
  103. Kovtun A et al Carbon 143 268 (2019)
  104. Колесов Б А Прикладная КР-спектроскопия (Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2018)
  105. Бабаев А А и др Оптика и спектроскопия 125 820 (2018); Babaev A A et al Opt. Spectrosc. 125 1014 (2018)
  106. Childres I et al New Developments in Photon and Materials Research (Ed. J I Jang) (New York: Nova Science Publ., 2013) p. 403
  107. Eigler S, Dotzer C, Hirsch A Carbon 50 3666 (2012)
  108. Strankowski M et al J. Spectrosc. 2016 1 (2016)
  109. Kudin K N et al Nano Lett. 8 36 (2008)
  110. Rodriguez R D et al Carbon 151 148 (2019)
  111. Chen H-Y et al Chem. Phys. 430 13 (2014)
  112. Deng N-Q et al Carbon 109 173 (2016)
  113. Yung K C et al J. Appl. Phys. 113 244903 (2013)
  114. Bobrinetskiy I I et al Mater. Lett. 187 20 (2017)
  115. Kasischke M et al Appl. Surf. Sci. 445 197 (2018)
  116. Guan Y C et al Sci. Rep. 6 28913 (2016)
  117. Pei S et al Carbon 48 4466 (2010)
  118. Tao Y et al Appl. Phys. A 106 523 (2012)
  119. Mukherjee R et al ACS Nano 6 7867 (2012)
  120. Sokolov D A et al Carbon 53 81 (2013)
  121. Ma B et al Phys. Chem. Chem. Phys. 21 10125 (2019)
  122. Strong V et al ACS Nano 6 1395 (2012)
  123. Murastov G et al Biosensors Bioelectron. 166 112426 (2020)
  124. Kuhnel D T et al Adv. Mater. Technol. 4 1800232 (2019)
  125. Muttaqet al J. Mater. Sci. 52 749 (2017)
  126. Evlashin S et al ACS Appl. Mater. Interfaces 8 28880 (2016)
  127. Hosseindokht Z et al Superlatt. Microstruct. 140 106470 (2020)
  128. Prakash V et al Analyst 144 3297 (2019)
  129. Lin J et al Nat. Commun. 5 5714 (2014)
  130. Romero F J et al Nanomaterials 8 517 (2018)
  131. Yang D, Bock C J. Power Sources 337 73 (2017)
  132. Liu C et al Carbon 166 138 (2020)
  133. Ibrahim Y O et al Ceramics Int. 46 444 (2020)
  134. Ran P et al J. Mater. Chem. A 6 16430 (2018)
  135. Liu C et al Nano Lett. 10 4863 (2010)
  136. Pandolfo A G, Hollenkamp A F J. Power Sources 157 11 (2006)
  137. Ghoniem E et al J. Power Sources 324 272 (2016)
  138. El-Kady M F et al Science 335 1326 (2012)
  139. Borenstein A et al J. Mater. Chem. A 6 20463 (2018)
  140. Stoller M D et al Nano Lett. 8 3498 (2008)
  141. Romero F J et al Sensors Actuators A 274 148 (2018)
  142. Meng F-L, Guo Z, Huang X-J TrAC Trends Analyt. Chem. 68 37 (2015)
  143. Guo L et al Sci. Rep. 8 4918 (2018)
  144. Cui S et al Anal. Chem. 86 7516 (2014)
  145. Bhati V S et al ACS Appl. Mater. Interfaces 10 11116 (2018)
  146. Drmosh Q A et al Sensors Actuators B 290 666 (2019)
  147. Lai T et al Electrochim. Acta 138 48 (2014)
  148. Han B et al Sensors Actuators B 270 500 (2018)
  149. Silipigni L et al J. Instrum. 15 C04006 (2020)
  150. An J et al ACS Appl. Mater. Interfaces 9 44593 (2017)
  151. Searle A, Kirkup L Physiol. Meas. 21 271 (2000)
  152. He Y et al IEEE Photon. Technol. Lett. 28 1996 (2016)
  153. Romero F J et al Nanomaterials 9 897 (2019)
  154. Wang Q et al Appl. Phys. Lett. 112 133902 (2018)
  155. Han B et al Adv. Mater. 31 1806386 (2019)
  156. Zhang T-Y et al Appl. Phys. Lett. 111 121901 (2017)
  157. Bi H et al Nanoscale 5 9123 (2013)
  158. Sang W et al Macromol. Mater. Eng. 302 1700239 (2017)
  159. Low M J et al Appl. Surf. Sci. 526 146647 (2020)
  160. Zheng X et al Nat. Commun. 6 8433 (2015)
  161. Zheng X et al J. Phys. D 50 074003 (2017)
  162. Bi Y-G et al ACS Photon. 1 690 (2014)
  163. Wei J et al Opt. Lett. 42 911 (2017)
  164. Yuan Q, Lin C-T, Chee K W A APL Mater. 7 030901 (2019)
  165. Huang L et al Carbon 49 2431 (2011)
  166. Malinský P et al EPJ Web Conf. 167 04010 (2018)
  167. de Lima B S, Bernardi M I B, Mastelaro V R Appl. Surf. Sci. 506 144808 (2020)
  168. Malek Hosseini S M B et al Appl. Surf. Sci. 427 507 (2018)
  169. Das S R et al Nanoscale 8 15870 (2016)
  170. Romero F J et al Sensors Actuators B 287 459 (2019)
  171. Watanabe A et al Proc. SPIE 10906 1090612 (2019)
  172. Комаров И А и др Методологические аспекты сканирующей зондовой микроскопии (Под ред. Т А Кузнецова и др) (Минск: Инст. тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова, 2018) с. 353
  173. Kavinkumar T, Shobin L R, Manivannan S J. Alloys Compd. 784 301 (2019)
  174. Тимофеева Т Е, Николаев Д В, Тимофеев В Б Инновационная наука (7) 18 (2015)
  175. Cutroneo M et al Vacuum 165 134 (2019)
  176. Tian Y et al J. Mater. Chem. A 3 11294 (2015)
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение