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《热加工工艺》2018年5月第47卷第10期

掺杂石墨烯的研究进展

赵娟平，李阳春，解念锁

(陕西理工大学材料科学与工程学院，陕西汉中723001)

摘要：石墨烯零带隙特点限制了其在纳米电子学等领域的应用。为了扩展石墨烯的应用领域，对石墨烯带隙的研

究显得尤为重要。综述了石墨烯的结构和性质以及石墨烯掺杂类型和掺杂机制的研究进展，展望了掺杂石墨烯的应用

领域和发展前景。

关键词：石墨烯；掺杂；展望

DOI：10．14158／j．cnki．1001-3814．2018．10．007

中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1001．3814(2o18)1o．0025．05

ResearchProgressofDopedGraphene

ZHAOJuanping,LIYangchun,XIENiansuo

(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShaanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723001，China)

Abstract：Thezero-bandgapcharacteristicofgraphenerestrictsitsapplicationinnanoelectronics．Inordertobroadenthe

scopeofhteapplicationofgraphene，itisveryimportanttostudyhtegraphenebandgap．Thestructureandcharacteristicof

grapheneandresearchprogressofdopingtypesanddopingmechanismsofrgaphenewerereviewed，nadtheapplicationfields

anddevelopmentprospectsofdopinggraphenewereprospected．

Keywords：graphene；doping；prospect

碳在地球上含量非常丰富。且存在着多种同素石墨为研究对象，用胶带粘贴法反复粘贴石墨片层。

异构体，以三维单质形式存在的石墨和金刚石是人首次在实验室制备出石墨烯．并于2010年获得诺贝

们最早研究的碳质材料，它们的杂化结构分别是sp尔物理学奖，这个发现在学术界引起了非常大的轰

杂化和sps杂化。随着纳米技术的飞速发展，在1985动，彻底打破了二维晶体材料不能稳定单独存在的

年和1991年．科学家先后发现了零维的富勒烯[1]和预言。扫

一维的碳纳米管2[]。使人们更加清晰的认识了碳质石墨烯因其优良的结构特性、电子性质以及特

元素的多样性，将碳质纳米材料的发展推向了高潮。殊的光学性质引发了人们极大关注，掺杂石墨烯成

由于零维、一维和三维的碳质材料已经被发现，科研为近几年人们研究的重点之一。李媛媛[6]等基于密

人员将研究思路逐渐转向了二维的碳质材料，经过度泛函理论法研究了石墨烯在储氢方面的应用。李

长时间的研究和实验，1996年，美国莱斯大学跃7【]等利用第一性原理的密度泛函理论计算方法。

Smalley教授在获得诺贝尔化学奖演讲时提出了二研究发现氟掺杂石墨烯后，石墨烯的盯轨道在费米

维结构的碳质材料。1999年，Lu【】等通过剥离法将石能级以下会产生很强的扩散，且变宽，碳原子和吸附

墨分离，制备出厚度为500nm的石墨片层，相当于的氟原子之间形成共价键，结合强度大，碳原子也从

500层的