JACS:激光三氟乙酸热解生成CF3自由基修饰单层石墨烯
纳米技术 纳米 2020-12-21

激光书写是在石墨烯进行共价2D图案化的一种简单方便方法,有鉴于此,埃尔朗根-纽伦堡大学Andreas Hirsch等报道了一种简单有效的通过三氟乙酸银进行激光2D图案化,具体通过激光引发三氟乙酸银热解,热解后生成三氟甲基自由基,该自由基选择在激光照射的区域进行热解反应,从而能够选择性的对石墨烯表面进行反应从而能够产生空间分辨2D图像而且这种修饰2D石墨烯的过程是可逆的,通过图案化的石墨烯进行加热,能够将书写的图案擦除。通过这种激光书写方法能构建复杂结构图案。

本文要点:

(1)

书写基底构建方法。在Si/SiO2晶圆上通过湿法转移担载单层石墨烯,在该过程中Si/SiO2基底起到重要作用,因为Si/SiO2晶圆能够导致石墨烯以antaratopic addition形式进行反应,从而消除界面修饰产生的应力。(当在堆叠石墨烯中,这种界面修饰会在石墨烯中引发较大应力)

(2)

在Si/SiO2担载了石墨烯后,将三氟乙酸银的异丙醇溶剂滴加到石墨烯界面上,异丙醇蒸发后形成三氟乙酸银晶体膜。随后通过λexc=532 nm的Raman激光进行书写。其他波长的Raman激光同样被测试,457, 473, 633, and 785 nm。

(3)

在光照射作用中,三氟乙酸银分解得到CF3·,随后CF3·通过共价键合作用和石墨烯C=C进行共价反应。

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参考文献

Tao Wei, Sabrin Al-Fogra, Frank Hauke, and Andreas Hirsch*, Direct Laser Writing on Graphene with Unprecedented Efficiency of Covalent Two-Dimensional Functionalization, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c11153

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c11153


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