JP2021195272A - Single-layer graphene sheet, chemical sensor using the same, and method for treating single-layer graphene sheet - Google Patents

Single-layer graphene sheet, chemical sensor using the same, and method for treating single-layer graphene sheet Download PDF

Info

Publication number
JP2021195272A
JP2021195272A JP2020102013A JP2020102013A JP2021195272A JP 2021195272 A JP2021195272 A JP 2021195272A JP 2020102013 A JP2020102013 A JP 2020102013A JP 2020102013 A JP2020102013 A JP 2020102013A JP 2021195272 A JP2021195272 A JP 2021195272A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer graphene
graphene sheet
defect
oxygen
bond structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020102013A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
隆一 加藤
Ryuichi Kato
雅考 長谷川
Masataka Hasegawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2020102013A priority Critical patent/JP2021195272A/en
Publication of JP2021195272A publication Critical patent/JP2021195272A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

To provide a graphene sheet having many defects and retaining excellent conductivity, and to provide a chemical sensor using the same.SOLUTION: A single-layer graphene sheet has a carbon-deficient defect and/or a reconstructed structure defect and an enolate-bonded structure, an epoxy-bonded structure and/or an ether-bonded structure formed in the defect, has a sheet resistance of 700 Ω/sq or less., and a ratio ID/IG of an intensity of D band to an intensity of G band in the Raman spectrum of 0.2 or greater.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、単層グラフェンシート及びこれを用いた化学センサー並びに単層グラフェンシートの処理方法に関するものである。 The present invention relates to a single-layer graphene sheet, a chemical sensor using the same, and a method for treating the single-layer graphene sheet.

炭素原子のsp2結合で形成された単原子層であるグラフェンは、類まれなる導電性、機械的強度及び化学的安定性を有しており、該各性質を利用して、様々な分野に応用されている。また、近年では、グラフェン中に空乏サイトを導入して分子やイオンの透過を可能にすることで、海水淡水化分離膜やガス分離膜への応用も検討されている。さらに、グラフェン中の空乏サイトの誘起やグラフェン表面への他の元素の導入により、グラフェン表面を局所的に活性化してガスの吸着・反応サイトとすることで、ガスの吸着性能及び触媒反応の反応性を向上させ、ガス検知能力が劇的に向上した化学センサーとなり得ることも知られている。 Graphene, which is a monatomic layer formed by sp2 bonds of carbon atoms, has exceptional conductivity, mechanical strength, and chemical stability, and can be applied to various fields by utilizing these properties. Has been done. Further, in recent years, application to seawater desalination separation membranes and gas separation membranes has been studied by introducing depleted sites into graphene to enable the permeation of molecules and ions. Furthermore, by inducing depleted sites in graphene and introducing other elements to the graphene surface, the graphene surface is locally activated to form gas adsorption / reaction sites, thereby achieving gas adsorption performance and catalytic reaction. It is also known that it can be a chemical sensor with improved reactivity and dramatically improved gas detection capability.

化学センサーに好適なグラフェンとしては、例えば、化学気相析出(CVD)法で合成されたグラフェンに対して、Siイオンを衝突させて原子レベルの欠陥を形成した後、Ar−H混合ガスにてエッチングを行ったものが報告されている(非特許文献1)。 As a graphene suitable for a chemical sensor, for example, graphene synthesized by a chemical vapor deposition (CVD) method is collided with Si + ions to form an atomic level defect, and then an Ar—H 2 mixed gas is used. It has been reported that the etching was performed in (Non-Patent Document 1).

また、CVD法で合成されたグラフェンに対して、酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチング(RIE)を行うことで欠陥を形成したものも報告されている(非特許文献2)。非特許文献2では、前記欠陥にエポキシ基、カルボニル基及びエーテル基が吸着していることも報告されている。 Further, it has been reported that defects are formed by performing reactive ion etching (RIE) using oxygen plasma on graphene synthesized by the CVD method (Non-Patent Document 2). Non-Patent Document 2 also reports that an epoxy group, a carbonyl group and an ether group are adsorbed on the defect.

さらに、CVD法で合成されたグラフェンに対して、大気中での紫外線ランプの照射で生じたオゾンによる処理を行うことで、エーテル、エポキシ及びカルボニルを初めとする、酸素を含む官能基を表面に導入したものも報告されている(非特許文献3)。 Furthermore, by treating graphene synthesized by the CVD method with ozone generated by irradiation with an ultraviolet lamp in the atmosphere, functional groups containing oxygen such as ether, epoxy and carbonyl are placed on the surface. Those introduced have also been reported (Non-Patent Document 3).

MA et al., “Gas sensor based on defective graphene/pristine graphene hybrid towards high sensitivity detection of NO2”, AIP Advances, 2019, 9, 075207MA et al., “Gas sensor based on defective graphene / priority graphene hybrid towards high sensitivity detection of NO2”, AIP Advances, 2019, 9, 075207 LEE et al., “Defect-engineered graphene chemical sensors with ultrahigh sensitivity”, Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18, p.14198-14204LEE et al., “Defect-engineered graphene chemical sensors with ultrahigh sensitivity”, Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18, p.14198-14204 CHUNG et al, “Highly sensitive NO2 gas sensor based on ozone treated graphene”, Sensors and Actuators B, 2012, 166-167, p.172-176CHUNG et al, “Highly sensitive NO2 gas sensor based on ozone treated graphene”, Sensors and Actuators B, 2012, 166-167, p.172-176

非特許文献1で報告されている、シリコン等の重元素を用いたイオン衝撃による反応性イオンエッチングでは、グラフェンに対して破壊的な要素が大きく、必要以上に大規模な欠陥が形成されてしまうことがあった。このため、単一の原子レベルでの炭素空乏サイトの形成は困難であった。 Reactive ion etching by ion impact using heavy elements such as silicon, which is reported in Non-Patent Document 1, has a large destructive element to graphene, and an unnecessarily large-scale defect is formed. There was something. For this reason, it was difficult to form carbon-depleted sites at the single atomic level.

また、方法の如何を問わず、グラフェン中への欠陥の導入は、導電性の低下を引き起こしていた。例えば、非特許文献2では、欠陥量の増加に伴い、グラフェン中の正孔(ホール)の移動度が低下することが報告されており、非特許文献3では、オゾン処理時間の増加に伴い、グラフェンのシート抵抗が増加することが報告されている。 Also, regardless of the method, the introduction of defects into graphene caused a decrease in conductivity. For example, Non-Patent Document 2 reports that the mobility of holes in graphene decreases as the amount of defects increases, and Non-Patent Document 3 reports that the mobility of holes in graphene decreases as the ozone treatment time increases. It has been reported that the sheet resistance of graphene increases.

グラフェンに欠陥を形成した際の導電性の低下を抑制できれば、これを用いた化学センサーにおいて、さらなる感度の増大や応答速度の向上が期待される。そこで本発明は、多数の欠陥を有しつつ、優れた導電性が保持されたグラフェンシート及びこれを用いた化学センサーを提供することを課題とする。 If the decrease in conductivity when a defect is formed in graphene can be suppressed, it is expected that the chemical sensor using this will further increase the sensitivity and the response speed. Therefore, it is an object of the present invention to provide a graphene sheet having a large number of defects and maintaining excellent conductivity and a chemical sensor using the graphene sheet.

本発明者は、前述の課題を解決するために種々の検討を行ったところ、単層グラフェンシートに、酸素を含む雰囲気中で紫外線を照射して、炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築構造欠陥と、該欠陥に形成されたエノラート結合構造、エポキシ結合構造及び/又はエーテル結合構造とを生成させることで、該課題の解決が可能となることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of various studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor irradiates the single-layer graphene sheet with ultraviolet rays in an atmosphere containing oxygen to cause carbon deficiency defects and / or reconstructed structural defects. And, it was found that the problem can be solved by forming an enolate bond structure, an epoxy bond structure and / or an ether bond structure formed in the defect, and the present invention has been completed.

前述の課題を解決するための本発明の一側面は、炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築構造欠陥と、該欠陥に形成されたエノラート結合構造、エポキシ結合構造及び/又はエーテル結合構造とを有し、シート抵抗が700Ω/sq.以下であり、ラマンスペクトルにおけるGバンドの強度(I)に対するDバンドの強度(I)の比I/Iが0.2以上である、単層グラフェンシートである。 One aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems includes a carbon deficiency defect and / or a reconstructed structure defect, and an enolate bond structure, an epoxy bond structure and / or an ether bond structure formed in the defect. However, the sheet resistance is 700Ω / sq. Or less, the ratio I D / I G of the intensity of D-band to the intensity of the G band in Raman spectra (I G) (I D) is 0.2 or more, a single-layer graphene sheet.

また、本発明の他の一側面は、前述の単層グラフェンシートを用いた化学センサーである。 Further, another aspect of the present invention is a chemical sensor using the above-mentioned single-layer graphene sheet.

さらに、本発明の他の一側面は、単層グラフェンシートを準備すること、該単層グラフェンシートに、酸素を含む雰囲気中で紫外線を照射して、炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築構造欠陥と、該欠陥に形成されたエノラート結合構造、エポキシ結合構造及び/又はエーテル結合構造とを生成させること、を含む、単層グラフェンシートの処理方法である。 Further, another aspect of the present invention is to prepare a single-layer graphene sheet, which is irradiated with ultraviolet rays in an oxygen-containing atmosphere to cause carbon deficiency defects and / or reconstructed structural defects. A method for treating a single-layer graphene sheet, which comprises forming an enolate bond structure, an epoxy bond structure and / or an ether bond structure formed in the defect.

本発明によれば、多数の欠陥を有しつつ、優れた導電性が保持された単層グラフェンシート及びこれを用いた化学センサーを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a single-layer graphene sheet having a large number of defects and maintaining excellent conductivity and a chemical sensor using the same layer graphene sheet.

本発明の一側面に係る単層グラフェンシートの処理方法に使用可能な紫外光照射反応炉の概略図Schematic diagram of an ultraviolet light irradiation reaction furnace that can be used in the method for treating a single-layer graphene sheet according to one aspect of the present invention. 実施例1〜4及び比較例1〜2に係る単層グラフェンシートのラマンスペクトルRaman spectra of single-layer graphene sheets according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2. 実施例1及び比較例1に係る単層グラフェンシートの走査型透過電子顕微鏡(STEM)像((a):実施例1、(b) 比較例1)Scanning transmission electron microscope (STEM) image of the single-layer graphene sheet according to Example 1 and Comparative Example 1 ((a): Example 1, (b) Comparative Example 1) 実施例1に係る単層グラフェンシートにおける炭素の再構築による欠陥を示す走査型透過電子顕微鏡(STEM)像Scanning transmission electron microscope (STEM) image showing defects due to carbon reconstruction in the single-layer graphene sheet according to Example 1. 実施例1に係る単層グラフェンシートにおいて炭素との結合構造を形成した酸素を示す走査型透過電子顕微鏡(STEM)像Scanning transmission electron microscope (STEM) image showing oxygen forming a bonded structure with carbon in the single-layer graphene sheet according to Example 1. 比較例2に係る単層グラフェンシートの走査型透過電子顕微鏡(STEM)像Scanning transmission electron microscope (STEM) image of the single-layer graphene sheet according to Comparative Example 2. 単層グラフェンシートのラマンスペクトルにおける、Gバンドのピーク強度(I)に対するDバンドのピーク強度(I)の比I/Iと、紫外線照射時の雰囲気中の酸素濃度との関係を示すグラフIn the Raman spectrum of single-layer graphene sheet, the ratio I D / I G peak intensity of D-band to the peak intensity of G-band (I G) (I D) , the relationship between the oxygen concentration in the atmosphere during UV irradiation Graph shown 酸素濃度0%及び100%の雰囲気中で水銀ランプを用いて紫外線照射を行った際の発光スペクトルEmission spectrum when ultraviolet irradiation is performed using a mercury lamp in an atmosphere with oxygen concentration of 0% and 100%. 水銀ランプの発光ラインの強度比と雰囲気中の酸素濃度との関係を示すグラフGraph showing the relationship between the intensity ratio of the emission line of a mercury lamp and the oxygen concentration in the atmosphere 実施例5〜11及び比較例3〜4に係る単層グラフェンシートにおける、紫外線照射時の雰囲気中の酸素濃度とシート抵抗の変化率との関係を示すグラフA graph showing the relationship between the oxygen concentration in the atmosphere and the rate of change in sheet resistance during ultraviolet irradiation in the single-layer graphene sheets according to Examples 5 to 11 and Comparative Examples 3 to 4.

以下、本発明の各側面について、構成及び作用効果を、図面を参照しながら説明する。ただし、作用機構については推定を含んでおり、その正否は、本発明を制限するものではない。なお、2つの数値の間に「〜」を記載して数値範囲を表す場合には、これらの数値もその範囲内に含まれるものとする。 Hereinafter, each aspect of the present invention will be described with reference to the drawings in terms of configuration and operation / effect. However, the mechanism of action includes estimation, and its correctness does not limit the present invention. In addition, when "~" is described between two numerical values to represent a numerical range, these numerical values are also included in the range.

[単層グラフェンシート]
本発明の一側面(以下、単に「第一側面」と記載することがある)に係る単層グラフェンシートは、炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築構造欠陥と、該欠陥に形成されたエノラート結合構造、エポキシ結合構造及び/又はエーテル結合構造とを有する。そして、シート抵抗が700Ω/sq.以下であり、ラマンスペクトルにおけるGバンドの強度に対するDバンドの強度の比I/Iが0.2以上である。
[Single-layer graphene sheet]
The single-layer graphene sheet according to one aspect of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as “first aspect”) has a carbon deficiency defect and / or a reconstructed structural defect and an enolate bond formed in the defect. It has a structure, an epoxy bond structure and / or an ether bond structure. And the sheet resistance is 700Ω / sq. Or less, the ratio I D / I G of the intensity of D-band to the intensity of the G band in Raman spectrum is 0.2 or more.

基本構造となる単層グラフェンシートは、平面上に隙間なく配列した六角形の頂点に、炭素原子が配置された構造を有する。炭素原子同士はsp2結合しており、これにより優れた導電性、機械的強度及び化学的安定性を示す。 The single-layer graphene sheet, which is the basic structure, has a structure in which carbon atoms are arranged at the vertices of hexagons arranged on a plane without gaps. The carbon atoms are sp2 bonded to each other, which exhibits excellent conductivity, mechanical strength and chemical stability.

前記単層グラフェンシートは、公知の手法で得ることができる。一例として、銅箔上にプラズマCVD法でグラフェン膜を成膜した後、該銅箔をエッチングにより除去する方法が挙げられる。 The single-layer graphene sheet can be obtained by a known method. As an example, a method of forming a graphene film on a copper foil by a plasma CVD method and then removing the copper foil by etching can be mentioned.

第一側面に係る単層グラフェンシートは、構造中に炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築構造欠陥を有する。ここで、炭素の欠乏欠陥とは、炭素が配置されるべき六角形の頂点位置に炭素原子が存在せず、当該位置が空隙となっている欠陥をいう。また、炭素の再構築構造欠陥とは、炭素―炭素間結合の回転や新たな炭素原子の取込みにより、様々な結合間の角度及び距離を有する多角形体となっている欠陥をいう。こうした欠陥は、ガスの吸着・反応サイトとして作用し、単層グラフェンシートに化学センサーとしての機能を付与する。 The single layer graphene sheet according to the first aspect has a carbon deficiency defect and / or a reconstructed structural defect in the structure. Here, the carbon deficiency defect means a defect in which a carbon atom does not exist at the apex position of the hexagon in which carbon should be arranged and the position is a void. Further, the carbon reconstructed structural defect refers to a defect that is a polygon having various angles and distances between the bonds due to the rotation of the carbon-carbon bond and the uptake of new carbon atoms. These defects act as gas adsorption / reaction sites, imparting the function of a single-layer graphene sheet as a chemical sensor.

単層グラフェンシートが炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築構造欠陥を有することは、後述するラマンスペクトルにおいて、Dバンドのピークが検出されること、及び/又は走査型透過電子顕微鏡(STEM)等の高分解能電子顕微鏡によって原子配列の乱れが観察されること、により確認できる。 The fact that the single-layer graphene sheet has a carbon deficiency defect and / or a reconstructed structural defect means that a D-band peak is detected in the Raman spectrum described later, and / or a scanning transmission electron microscope (STEM) or the like. This can be confirmed by observing the disorder of the atomic arrangement with a high-resolution electron microscope.

前述の各欠陥には、酸素原子が結合し、エノラート結合構造、エポキシ結合構造及び/又はエーテル結合構造を形成している。これにより、単層グラフェンシートの導電性の低下が抑制される。これは、以下の理由によると考えられる。膜状物質のシート抵抗Rは、膜厚t、キャリアの電荷q、キャリア密度n及びキャリア移動度μにより、下記式(1)で表される。 Oxygen atoms are bonded to each of the above-mentioned defects to form an enolate bond structure, an epoxy bond structure and / or an ether bond structure. As a result, the decrease in conductivity of the single-layer graphene sheet is suppressed. This is considered to be due to the following reasons. The sheet resistance R s of the film-like substance is represented by the following formula (1) by the film thickness t, the carrier charge q, the carrier density n and the carrier mobility μ.

Figure 2021195272
Figure 2021195272

上述のとおり、単層グラフェンシートに欠陥が形成されると、キャリアの移動度μが低下するため、シート抵抗Rが増加して導電性が低下する。他方、前述した各結合の形成に際して、原子または分子状態の酸素にグラフェンのπ軌道から電子が供給されることで、グラフェンにはホールがドープされて、キャリア密度nが増加する。このキャリア密度nの増加が前述の欠陥によるキャリア移動度μの低下を補うことで、シート抵抗Rの増加及びこれに起因する導電性の低下が抑制される。 As described above, when a defect is formed in the single-layer graphene sheet, the carrier mobility μ decreases, so that the sheet resistance R s increases and the conductivity decreases. On the other hand, during the formation of each of the above-mentioned bonds, electrons are supplied from the π orbitals of graphene to oxygen in the atomic or molecular state, so that the graphene is doped with holes and the carrier density n increases. This increase in carrier density n compensates for the decrease in carrier mobility μ due to the above-mentioned defects, so that the increase in sheet resistance R s and the resulting decrease in conductivity are suppressed.

このときのシート抵抗の具体的な値は、700Ω/sq.以下とする。欠陥が導入されていない単層グラフェンシートのシート抵抗が500Ω/sq.程度であることから、シート抵抗がこの範囲であれば、導電性の低下が抑えられ、化学センサーとした際に、感度の増大や応答速度の向上が期待される。前記シート抵抗の値は、650Ω/sq.以下とすることが好ましく、600Ω/sq.以下とすることがより好ましい。また、欠陥形成前の単層グラフェンシートとして、品質が高く低抵抗のもの、例えばシート抵抗が400Ω/sq.以下のものを使用すれば、欠陥形成後でも500Ω/sq.以下のシート抵抗が達成できる。この場合には、好条件が揃えば450Ω/sq.のシート抵抗を得ることも可能である。 The specific value of the sheet resistance at this time is 700Ω / sq. It shall be as follows. The sheet resistance of the single-layer graphene sheet with no defects introduced is 500Ω / sq. Therefore, if the sheet resistance is within this range, the decrease in conductivity is suppressed, and it is expected that the sensitivity and the response speed will be improved when the chemical sensor is used. The value of the sheet resistance is 650Ω / sq. It is preferably 600Ω / sq. The following is more preferable. Further, as a single-layer graphene sheet before defect formation, a high-quality and low-resistance sheet, for example, a sheet resistance of 400 Ω / sq. If the following are used, 500Ω / sq. Even after defect formation. The following sheet resistance can be achieved. In this case, if favorable conditions are met, 450Ω / sq. It is also possible to obtain the sheet resistance of.

前述の各結合構造が形成されていることは、走査型透過電子顕微鏡(STEM)観察により確認できる。STEM像では、各原子が原子番号の2乗にほぼ比例する明るさで観察されることから、酸素原子(原子番号8)は、炭素原子(原子番号6)よりも明るく観察される。したがって、炭素の欠乏欠陥や再構築構造欠陥位置に周囲よりも明るく見える部分が確認されれば、前述の結合構造が形成されているといえる。 The formation of each of the above-mentioned bonding structures can be confirmed by observation with a scanning transmission electron microscope (STEM). In the STEM image, the oxygen atom (atomic number 8) is observed brighter than the carbon atom (atomic number 6) because each atom is observed with a brightness substantially proportional to the square of the atomic number. Therefore, it can be said that the above-mentioned bond structure is formed if a portion that looks brighter than the surroundings is confirmed at the position of the carbon deficiency defect or the reconstructed structure defect.

また、前述のシート抵抗の値は、4探針法等の接触式の測定方法や、渦電流法等の非接触式の測定方法により測定できる。中でも、厚さの薄い単層グラフェンシートの破損を防止できる点で、渦電流法による測定が好ましい。 Further, the above-mentioned sheet resistance value can be measured by a contact type measuring method such as a four-probe method or a non-contact type measuring method such as an eddy current method. Above all, the measurement by the eddy current method is preferable in that the thin single-layer graphene sheet can be prevented from being damaged.

前述した各結合構造のうち、エノラート結合構造及びエポキシ結合構造を形成している酸素は、化学的に活性状態にあり、水素をはじめとする他元素と容易に結合する。このため、これらの結合構造を有する単層グラフェンシートは、ガスの吸着・反応性が向上し、より感度の高い化学センサーとなることが期待される。 Of the above-mentioned bond structures, oxygen forming the enolate bond structure and the epoxy bond structure is chemically active and easily bonds with other elements such as hydrogen. Therefore, the single-layer graphene sheet having these bonded structures is expected to improve the adsorption and reactivity of gas and become a more sensitive chemical sensor.

第一側面に係る単層グラフェンシートは、ラマンスペクトルにおけるGバンドの強度(I)に対するDバンドの強度(I)の比I/Iが0.2以上である。ラマンスペクトルにおいて、Gバンドのピークは正常六員環に起因するものであり、Dバンドのピークは欠陥に起因するものである。このため、前記強度比I/Iの値が大きいことは、単層グラフェンシート中の欠陥の量が多いことを意味する。上述のとおり、単層グラフェンシートの欠陥は、ガスの吸着・反応サイトとして作用するため、その量を多くすることで、化学センサーとした際に高い感度が得られる。該強度比I/Iの値は、0.3以上であることが好ましく、0.4以上であることがより好ましい。前記強度比I/Iの上限値は、所期の導電性が保持される範囲内のものであれば、特に限定されない。 Monolayer graphene sheet according to the first aspect, the ratio I D / I G of the intensity of D-band to the intensity of the G band in Raman spectra (I G) (I D) is 0.2 or more. In the Raman spectrum, the G-band peak is due to a normal six-membered ring and the D-band peak is due to a defect. Therefore, the value of the intensity ratio I D / I G is large, it means that the amount of defects in the monolayer graphene sheet is large. As described above, the defect of the single-layer graphene sheet acts as a gas adsorption / reaction site. Therefore, by increasing the amount of the defect, high sensitivity can be obtained when it is used as a chemical sensor. The value of the said intensity ratio I D / I G is preferably 0.3 or more, and more preferably 0.4 or more. The upper limit of the intensity ratio I D / I G, if within the scope of the expected conductivity is retained is not particularly limited.

ラマンスペクトルの測定方法は特に限定されず、公知の装置・方法が利用できる。ただし、得られるスペクトルにおける各バンドのピーク位置は、グラフェンの層数や励起に用いるレーザー波長に依存するため、ピークを同定する際には注意を要する。例えば、単層グラフェンを励起波長514.5nmで測定した場合、2Dバンド、Gバンド及びDバンドのピークは、それぞれ2700cm−1、1582cm−1、1350cm−1付近に現れることが報告されている(A. C. Ferrari et al., “Raman Spectrum of Graphene and Graphene Layers”, Phys. Rev. Lett., 2006, 97, 187401)。一般的に、グラフェンの層数が増加すると、2Dバンドのピークは高波長側にシフトすると共に、ピークの半値幅が増加することが知られている。なお、このとき、半値幅が増加した2Dバンドのピークは、単層グラフェンでは1本、2層グラフェンでは4本、3層グラフェンでは6本のLorentzianピークで各々フィッティング可能とされている。また、励起波長が短くなると、2Dバンドのピークは高波長側にシフトすることも知られている。ラマンスペクトルにおいてGバンド及び2Dバンドの双方が観測される場合、その膜はグラフェンであると同定される。 The method for measuring the Raman spectrum is not particularly limited, and known devices and methods can be used. However, since the peak position of each band in the obtained spectrum depends on the number of graphene layers and the laser wavelength used for excitation, care must be taken when identifying the peak. For example, when measured monolayer graphene with an excitation wavelength of 514.5 nm, a peak of the 2D band, G band and D band, respectively 2700 cm -1, 1582cm -1, it has been reported that appears in the vicinity of 1350 cm -1 ( AC Ferrari et al., “Raman Spectrum of Graphene and Graphene Layers”, Phys. Rev. Lett., 2006, 97, 187401). It is generally known that as the number of graphene layers increases, the peak of the 2D band shifts to the higher wavelength side and the half width of the peak increases. At this time, the peak of the 2D band in which the full width at half maximum is increased can be fitted at one Lorentzian peak in the single-layer graphene, four in the two-layer graphene, and six in the three-layer graphene. It is also known that when the excitation wavelength becomes shorter, the peak of the 2D band shifts to the higher wavelength side. If both the G band and the 2D band are observed in the Raman spectrum, the membrane is identified as graphene.

[単層グラフェンシートを用いた化学センサー]
本発明の他の一側面(以下、単に「第二側面」と記載することがある)に係る化学センサーは、前述した第一側面に係る単層グラフェンシートを備える。
[Chemical sensor using single-layer graphene sheet]
The chemical sensor according to the other aspect of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as “second aspect”) includes the single-layer graphene sheet according to the first aspect described above.

該化学センサーは、前述した第一側面に係る単層グラフェンシートの欠陥に、検出対象となる分子又はイオンが吸着・反応することで生じる電位差ないし電流を、該グラフェンシートに接続した回路にて検知・測定することで、該分子又はイオンを検出ないし定量する。 The chemical sensor detects a potential difference or current generated by adsorption / reaction of a molecule or ion to be detected to a defect of the single-layer graphene sheet according to the first aspect described above by a circuit connected to the graphene sheet. -By measuring, the molecule or ion is detected or quantified.

単層グラフェンシートに接続する回路の構成、並びに該回路を接続するための電極の材質及び形状は特に限定されず、当業者が想起しうるあらゆるものが使用できる。 The configuration of the circuit connected to the single-layer graphene sheet, and the material and shape of the electrode for connecting the circuit are not particularly limited, and anything that can be conceived by those skilled in the art can be used.

[単層グラフェンシートの処理方法]
本発明の他の一側面(以下、単に「第三側面」と記載することがある)に係る単層グラフェンシートの処理方法は、単層グラフェンシートを準備すること、該単層グラフェンシートに、酸素ガス又はアルゴン−酸素混合ガス中で紫外線を照射して、炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築構造欠陥と、該欠陥に形成されたエノラート結合構造、エポキシ結合構造及び/又はエーテル結合構造とを生成させること、を含む。
[Processing method for single-layer graphene sheet]
The method for treating a single-layer graphene sheet according to another aspect of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as “third aspect”) is to prepare a single-layer graphene sheet, and to the single-layer graphene sheet, Irradiation with ultraviolet light in an oxygen gas or an argon-oxygen mixed gas causes a carbon deficiency defect and / or a reconstructed structure defect to form an enolate bond structure, an epoxy bond structure and / or an ether bond structure formed in the defect. Including to generate.

処理対象となる単層グラフェンシートは、第一側面で説明した方法で準備すればよい。 The single-layer graphene sheet to be treated may be prepared by the method described in the first aspect.

単層グラフェンシートへの、酸素ガス又はアルゴン−酸素混合ガス中での紫外線照射は、炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築構造欠陥と、該欠陥に形成されたエノラート結合構造、エポキシ結合構造及び/又はエーテル結合構造とが生成する条件にて行う。これらの欠陥及び結合構造の生成には、酸素に紫外線が照射された際に生じる励起状態の原子状酸素(O(D))が寄与するものと考えられる。この原子状酸素は、以下のように生成する。まず、下記式(2)で表されるように、酸素分子がシューマン−ルンゲ帯(Schumann−Runge bands)により波長175〜200nmの紫外線を吸収して、基底状態の原子状酸素(O(P))へと分解する。次に、下記式(3)で表されるように、生成した基底状態の原子状酸素(O(P))が、反応器の内壁や他の分子(M)との衝突を繰り返した後酸素分子と結合し、オゾンを生成する。最後に、下記式(4)で表されるように、生成したオゾンがハートレー帯(Hartley bands)により波長220〜300nmの紫外線を吸収して、励起状態の原子状酸素(O(D))を生成する。 Irradiation of a single-layer graphene sheet with an oxygen gas or an argon-oxygen mixed gas with a carbon deficiency defect and / or a reconstructed structure defect and an enolate bond structure, an epoxy bond structure and / formed in the defect Alternatively, it is performed under the condition that an ether bond structure is formed. It is considered that the excited atomic oxygen (O ( 1 D)) generated when oxygen is irradiated with ultraviolet rays contributes to the formation of these defects and bonded structures. This atomic oxygen is generated as follows. First, as represented by the following formula (2), oxygen molecules absorb ultraviolet rays having a wavelength of 175 to 200 nm by the Schumann-Runge band, and atomic oxygen in the ground state (O ( 3 P)). )) Disassemble into. Next, as represented by the following formula (3), after the generated atomic oxygen (O ( 3 P)) in the ground state repeatedly collides with the inner wall of the reactor and other molecules (M). Combines with oxygen molecules to produce ozone. Finally, as represented by the following formula (4), the generated ozone absorbs ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 300 nm by the Hartley bands, and the excited atomic oxygen (O ( 1 D)). To generate.

Figure 2021195272
Figure 2021195272

このことから、酸素ガス又はアルゴン−酸素混合ガス中での紫外線照射は、酸素分子のシューマン−ルンゲ帯及びオゾンのハートレー帯のそれぞれによって紫外線が十分に吸収されるように、照射する紫外線の波長及び強度、並びに照射時間等を選択して行われる。紫外線源としては、酸素分子のシューマン−ルンゲ帯に吸収される波長184.9nmの紫外線と、オゾンのハートレー帯に吸収される波長253.7nmの紫外線の2種類を照射できる点で、水銀ランプを用いることが好ましい。照射時間は、雰囲気中の酸素濃度や紫外線の波長及び強度に応じて決定されるが、一例として1〜30分が挙げられる。 From this, the ultraviolet irradiation in oxygen gas or argon-oxygen mixed gas has the wavelength of the ultraviolet rays to be irradiated so that the ultraviolet rays are sufficiently absorbed by each of the Schumann-Lunge band of oxygen molecules and the Hartley band of ozone. It is performed by selecting the intensity, irradiation time, and the like. As an ultraviolet source, a mercury lamp is used because it can irradiate two types of ultraviolet rays, one with a wavelength of 184.9 nm absorbed by the Schumann-Lunge band of oxygen molecules and the other with a wavelength of 253.7 nm absorbed by the Hartley band of ozone. It is preferable to use it. The irradiation time is determined according to the oxygen concentration in the atmosphere and the wavelength and intensity of ultraviolet rays, and an example thereof is 1 to 30 minutes.

紫外線照射時の雰囲気ガスとしてアルゴン−酸素混合ガスを用いる場合、その酸素濃度は特に限定されないが、前記式(2)〜(4)で表される反応を活性化して、生成する欠陥及び結合構造の量を増大させる点からは、酸素濃度を20%以上とすることが好ましく、25%以上とすることがより好ましい。他方、酸素濃度を高くし過ぎても、欠陥及び結合構造の生成量は頭打ちになる。これは、前記式(2)〜(3)で表される反応で生成したオゾンが、紫外線源と単層グラフェンシートとの間にオゾン層を形成し、前記式(4)で表される反応に必要な紫外線を吸収することで、単層グラフェンシート近傍でのO(D)の生成量が頭打ちになるためと解される。このため、アルゴン−酸素混合ガス中の酸素濃度は、60%以下とすることが好ましく、55%以下とすることがより好ましい。 When an argon-oxygen mixed gas is used as the atmosphere gas when irradiated with ultraviolet rays, the oxygen concentration is not particularly limited, but defects and bond structures generated by activating the reactions represented by the above formulas (2) to (4). From the viewpoint of increasing the amount of oxygen, the oxygen concentration is preferably 20% or more, and more preferably 25% or more. On the other hand, even if the oxygen concentration is made too high, the amount of defects and bonded structures produced will reach a plateau. This is a reaction represented by the formula (4) in which ozone generated by the reactions represented by the formulas (2) to (3) forms an ozone layer between the ultraviolet source and the single-layer graphene sheet. It is understood that the amount of O (1 D) generated in the vicinity of the single-layer graphene sheet reaches a plateau by absorbing the ultraviolet rays required for this. Therefore, the oxygen concentration in the argon-oxygen mixed gas is preferably 60% or less, more preferably 55% or less.

酸素ガス又はアルゴン−酸素混合ガス中での紫外線照射は、例えば、図1に示す紫外光照射反応炉1を用いて行う。該紫外光照射反応炉1は、炉内に設けられた紫外線源2と、炉内に酸素を含むガスを導入するガス供給手段3とを備える。また、炉内には、単層グラフェンシートを設置するサンプル支持体4が、紫外線源2に対向して設置されている。 Ultraviolet irradiation in an oxygen gas or an argon-oxygen mixed gas is performed using, for example, the ultraviolet light irradiation reaction furnace 1 shown in FIG. The ultraviolet light irradiation reaction furnace 1 includes an ultraviolet source 2 provided in the furnace and a gas supply means 3 for introducing a gas containing oxygen into the furnace. Further, in the furnace, a sample support 4 for installing a single-layer graphene sheet is installed facing the ultraviolet source 2.

紫外線源2としては、水銀ランプが使用されている。なお、水銀ランプからは、前述した2種類の紫外線の他に、i線(365nm)、h線(405nm)及びg線(436nm)と呼ばれる紫外−可視光領域の光も照射される。しかし、これらの光のエネルギーは、最大でも327.7kJ/mol(i線)と、C−C単結合の乖離エネルギーである348kJ/molよりも小さく、欠陥の形成には寄与しない。このため、こうした光が照射されても問題はない。 A mercury lamp is used as the ultraviolet source 2. In addition to the above-mentioned two types of ultraviolet rays, the mercury lamp also irradiates light in the ultraviolet-visible light region called i-line (365 nm), h-line (405 nm) and g-line (436 nm). However, the energy of these lights is 327.7 kJ / mol (i-line) at the maximum, which is smaller than the dissociation energy of the CC single bond of 348 kJ / mol, and does not contribute to the formation of defects. Therefore, there is no problem even if such light is irradiated.

ガス供給手段3としては、炉外に配置されたガスボンベ31及びマスフローコントローラー32と、これに接続された配管33とで構成されたものが使用されている。ガスボンベ31としては、酸素ボンベ及びアルゴンボンベが使用されており、両ボンベからのガスの供給量を制御することで、炉内雰囲気中の酸素濃度を調整可能となっている。このような構成のガス供給手段3を使用する場合には、紫外線の照射に先立って炉内にガスを供給し、炉内のガス置換を行うことが好ましい。ガス置換を行う時間は炉の容積やガスの供給量に応じて決定されるが、一例として1〜30分が挙げられる。 As the gas supply means 3, a gas cylinder 31 and a mass flow controller 32 arranged outside the furnace and a pipe 33 connected to the gas cylinder 31 are used. An oxygen cylinder and an argon cylinder are used as the gas cylinder 31, and the oxygen concentration in the atmosphere in the furnace can be adjusted by controlling the amount of gas supplied from both cylinders. When the gas supply means 3 having such a configuration is used, it is preferable to supply gas into the furnace prior to irradiation with ultraviolet rays to replace the gas in the furnace. The time for gas replacement is determined according to the volume of the furnace and the amount of gas supplied, and an example thereof is 1 to 30 minutes.

サンプル支持体4としては、ステンレス製のものが使用されている。これにより、紫外線照射中に単層グラフェンシートがサンプル支持体4と反応することを抑制できる。 As the sample support 4, a stainless steel one is used. This makes it possible to prevent the single-layer graphene sheet from reacting with the sample support 4 during ultraviolet irradiation.

また、紫外光照射反応炉1の入口に設けられた反応炉扉5には、光ファイバ用フィードスルー51が設けられており、炉内に光ファイバ61を挿入可能となっている。光ファイバ61は、炉内端部がサンプル支持体4の近傍に配置されると共に、炉外にて分光器62及び発光測定装置63に接続され、紫外線照射中に単層グラフェンシート近傍で生じる紫外―可視光の発光を検出可能とされている。 Further, the reaction furnace door 5 provided at the inlet of the ultraviolet light irradiation reaction furnace 1 is provided with an optical fiber feed-through 51, and the optical fiber 61 can be inserted into the furnace. In the optical fiber 61, the inner end of the furnace is arranged in the vicinity of the sample support 4, and the optical fiber 61 is connected to the spectroscope 62 and the light emission measuring device 63 outside the furnace, and the ultraviolet rays generated in the vicinity of the single-layer graphene sheet during ultraviolet irradiation. -It is possible to detect the emission of visible light.

以上説明した第三側面に係る単層グラフェンシートの処理方法によれば、単一原子レベルの欠陥を、導電性の低下を抑制しつつ、効率的に形成できる。 According to the method for treating a single-layer graphene sheet according to the third aspect described above, defects at the single atom level can be efficiently formed while suppressing a decrease in conductivity.

以下、本発明の各側面について、実施例を用いてさらに具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されないことはいうまでもない。 Hereinafter, each aspect of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but it goes without saying that the present invention is not limited thereto.

[実施例1]
本実施例、並びに後述する実施例2〜4及び比較例1〜2では、単層グラフェンシートに酸素雰囲気中で紫外線を照射することで、欠陥及び酸素を含む結合構造が形成されることを確認した。
[Example 1]
In this example, and in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 described later, it was confirmed that the single-layer graphene sheet was irradiated with ultraviolet rays in an oxygen atmosphere to form a bond structure containing defects and oxygen. did.

(単層グラフェンシートの作製)
まず、厚み18μm程度の銅箔を誘導結合プラズマCVD装置のチャンバー内にセットし、通電加熱により銅箔の温度を900℃程度まで昇温した。次に、原料ガスとして500sccmの水素及び5sccmのメタンをチャンバー内に導入した状態で、プラズマを120秒間照射して、銅箔上に単層グラフェンシートを形成した。次に、銅箔上のグラフェンに対して、スピンコート法にてポリメチルメタクリレート(PMMA)を塗布することで、保護膜層を形成した。次に、得られたPMMA/グラフェン/銅箔複合膜を、0.5mol/Lの過硫酸アンモニウム((NH)水溶液に浸漬して、化学的エッチングにより銅箔を除去した。取り出した複合膜を純水で数回洗浄した後、シリコン酸化膜付きのシリコン基板上にグラフェン側を張り合わせ、十分に乾燥させた。最後に、アセトンおよびイソプロピルアルコールによりPMMAを除去し、洗浄して単層グラフェンシート/シリコン基板積層体を得た。
(Making a single-layer graphene sheet)
First, a copper foil having a thickness of about 18 μm was set in the chamber of an inductively coupled plasma CVD apparatus, and the temperature of the copper foil was raised to about 900 ° C. by energization heating. Next, with 500 sccm of hydrogen and 5 sccm of methane introduced into the chamber as raw material gas, plasma was irradiated for 120 seconds to form a single-layer graphene sheet on the copper foil. Next, the graphene on the copper foil was coated with polymethylmethacrylate (PMMA) by a spin coating method to form a protective film layer. Next, the obtained PMMA / graphene / copper foil composite film was immersed in a 0.5 mol / L ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ) aqueous solution, and the copper foil was removed by chemical etching. .. After washing the removed composite film with pure water several times, the graphene side was laminated on a silicon substrate with a silicon oxide film and sufficiently dried. Finally, PMMA was removed with acetone and isopropyl alcohol and washed to obtain a single-layer graphene sheet / silicon substrate laminate.

(単層グラフェンシートへの紫外線照射)
前述した各単層グラフェンシートに対して、図1に示す紫外光照射反応炉を用いて紫外線照射を行った。この紫外光照射反応炉は、紫外線源として5.2W/cm−2の水銀ランプを3本備えるものである。紫外線照射に先立って、単層グラフェンシートをサンプル支持体上に載置して反応炉扉を閉じ、酸素濃度50%のアルゴン−酸素混合ガスを導入して反応炉内部のガス置換を10分間行った。その後、アルゴン−酸素混合ガスの導入を継続しつつ、水銀ランプから紫外線を10分間照射した。
(Irradiation of single-layer graphene sheet with ultraviolet rays)
Each of the above-mentioned single-layer graphene sheets was irradiated with ultraviolet rays using the ultraviolet light irradiation reaction furnace shown in FIG. This ultraviolet light irradiation reactor is equipped with three 5.2 W / cm-2 mercury lamps as an ultraviolet source. Prior to irradiation with ultraviolet rays, a single-layer graphene sheet was placed on a sample support, the reactor door was closed, an argon-oxygen mixed gas having an oxygen concentration of 50% was introduced, and gas replacement inside the reactor was performed for 10 minutes. rice field. Then, while continuing the introduction of the argon-oxygen mixed gas, ultraviolet rays were irradiated from the mercury lamp for 10 minutes.

(ラマンスペクトル測定)
紫外線照射後の単層グラフェンシートについて、ラマンスペクトル測定装置((株)堀場製作所製、XploRA)を用いてラマンスペクトルを測定した。励起用レーザーは半導体レーザーを使用し、励起波長は532nm、レーザービームスポットは直径1μm、分光器のグレーティングは1200本、アパーチャーは300μm、スリットは100μm、レーザー源の出力は9.8mWとした。ラマンスペクトルは、露光時間5秒間で5回の測定の積算により取得した。得られたラマンスペクトルにおいて、1320〜1370cm−1の範囲で最大強度を示す波数をDバンドのピーク位置、1580〜1630cm−1の範囲で最大強度を示す波数をGバンドのピーク位置とし、各ピーク位置での強度をそれぞれ、Dバンドのピーク強度(I)及びGバンドのピーク強度(I)とした。そして、得られた各ピーク強度から、Dバンドのピーク強度(I)のGバンドのピーク強度(I)に対する比I/Iを算出した。得られたラマンスペクトルを図2に(d)として示す。この結果から算出された強度比I/Iの値は、0.68であった。
(Raman spectrum measurement)
The Raman spectrum of the single-layer graphene sheet after ultraviolet irradiation was measured using a Raman spectrum measuring device (XploRA, manufactured by HORIBA, Ltd.). A semiconductor laser was used as the excitation laser, the excitation wavelength was 532 nm, the laser beam spot was 1 μm in diameter, the spectroscope had 1200 gratings, the aperture was 300 μm, the slit was 100 μm, and the output of the laser source was 9.8 mW. The Raman spectrum was acquired by integrating 5 measurements with an exposure time of 5 seconds. In the obtained Raman spectrum, the wave number showing the maximum intensity in the range of 1320 to 1370 cm -1 is the peak position of the D band, and the wave number showing the maximum intensity in the range of 1580 to 1630 cm -1 is the peak position of the G band. The intensities at the positions were defined as the peak intensity of the D band ( ID ) and the peak intensity of the G band ( IG ), respectively. Then, from the peak intensity obtained it was calculated the ratio I D / I G to the peak intensity of G-band peak intensity of D-band (I D) (I G) . The obtained Raman spectrum is shown in FIG. 2 as (d). The resulting value is calculated from the intensity ratio I D / I G was 0.68.

(STEMによる観察)
紫外線照射後の単層グラフェンについて、DELTA収差補正装置を搭載した走査型透過電子顕微鏡(STEM)((株)日本電子製、JEM−2100F)を用いて欠陥及び結合構造の有無を確認した。加速電圧は60kV、電流値は20pA、冷陰極電解放出銃のゼロロスエネルギー分解能は0.4eV、電子プローブ直径は約0.1nmとした。また、STEM像の取得には、Gatan社製イメージングファイルター検出器GIF Quantumを用いた。さらに、観察は、電子顕微鏡内の有機物によるサンプルの汚染を防ぐため、(株)日本電子社製加熱ホルダーを使用して、サンプルを約500℃に加熱しながら実施した。観察により得られたSTEM像を図3に(a)として示す。図3中には、比較のため、後述する比較例1にて作製した、紫外線照射前の単層グラフェンのSTEM像についても、(b)として示している。図3からは、酸素を含む雰囲気中での紫外線照射により、炭素の欠乏欠陥や再構築による欠陥、ならびに異元素原子の取り込みによる欠陥構造が多く形成されたことが判る。観察された炭素の欠乏欠陥は、多くとも数個の欠乏から成っており、大規模な欠落は観察されなかった。また、炭素の再構築による欠陥には、図4に示す構造のものが見られ、5員環2つと7員環2つからなるStone−wales型の欠陥(a)が特に多く観察された他、8員環及び4員環を含む欠陥構造(b)や、8員環と5員環により安定化した構造(c)も確認された。さらに、STEM像では、図5に示すように、2つの炭素原子とエーテル結合構造を形成する酸素原子(a)、グラフェンの6員環構造に置換してエノラート結合構造を形成する酸素原子(b)、及び炭素−炭素原子結合間に架橋してエポキシ構造を形成する酸素原子(c)も観察された。
(Observation by STEM)
Regarding the single-layer graphene after irradiation with ultraviolet rays, the presence or absence of defects and bonded structures was confirmed using a scanning transmission electron microscope (STEM) (manufactured by JEOL Ltd., JEM-2100F) equipped with a DELTA aberration correction device. The acceleration voltage was 60 kV, the current value was 20 pA, the zero loss energy resolution of the cold cathode field emission gun was 0.4 eV, and the electron probe diameter was about 0.1 nm. In addition, an imaging filer detector GIF Quantum manufactured by Gatan was used to acquire the STEM image. Further, the observation was carried out while heating the sample to about 500 ° C. using a heating holder manufactured by JEOL Ltd. in order to prevent contamination of the sample by organic substances in the electron microscope. The STEM image obtained by observation is shown in FIG. 3 as (a). In FIG. 3, for comparison, the STEM image of the single-layer graphene before ultraviolet irradiation prepared in Comparative Example 1 described later is also shown as (b). From FIG. 3, it can be seen that a large number of carbon deficiency defects, defects due to reconstruction, and defect structures due to the uptake of foreign element atoms were formed by irradiation with ultraviolet rays in an atmosphere containing oxygen. The observed carbon deficiency defects consisted of at most several deficiencies and no major deficiencies were observed. In addition, among the defects due to carbon reconstruction, those having the structure shown in FIG. 4 were observed, and a Stone-walles type defect (a) consisting of two 5-membered rings and two 7-membered rings was observed particularly frequently. , A defect structure (b) containing an 8-membered ring and a 4-membered ring, and a structure (c) stabilized by an 8-membered ring and a 5-membered ring were also confirmed. Further, in the STEM image, as shown in FIG. 5, an oxygen atom (a) forming an ether bond structure with two carbon atoms and an oxygen atom (b) forming an enolate bond structure by substituting with a 6-membered ring structure of graphene. ), And an oxygen atom (c) that bridges between carbon-carbon atoms to form an epoxy structure were also observed.

[実施例2〜4]
単層グラフェンシートに紫外線を照射する際に、炉内に導入するアルゴン−酸素混合ガス中の酸素濃度を25%(実施例2)、75%(実施例3)及び100%(実施例4)とした以外は実施例1と同様の方法で、実施例2〜4に係る単層グラフェンシートを作製し、その構造及び特性を確認した。
[Examples 2 to 4]
When the single-layer graphene sheet is irradiated with ultraviolet rays, the oxygen concentration in the argon-oxygen mixed gas introduced into the furnace is 25% (Example 2), 75% (Example 3) and 100% (Example 4). The single-layer graphene sheet according to Examples 2 to 4 was prepared by the same method as in Example 1 except for the above, and its structure and characteristics were confirmed.

得られたラマンスペクトルを図2に(c)(実施例2)、(e)(実施例3)及び(f)(実施例4)としてそれぞれ示す。これらの結果から算出された強度比I/Iの値はそれぞれ、0.46(実施例2)、0.51(実施例3)及び0.48(実施例4)であった。また、得られたSTEM像は、欠陥の数に多少の差異はあるものの、実施例1と同様の構造を示すものであった。 The obtained Raman spectra are shown in FIG. 2 as (c) (Example 2), (e) (Example 3) and (f) (Example 4), respectively. Each value of these calculated results the intensity ratio I D / I G is 0.46 (Example 2), was 0.51 (Example 3) and 0.48 (Example 4). Further, the obtained STEM image showed the same structure as that of Example 1, although there was a slight difference in the number of defects.

[比較例1]
単層グラフェンシートに対する紫外線照射を行わなかった以外は実施例1と同様の方法で、比較例1に係る単層グラフェンシートを作製し、その構造及び特性を確認した。
[Comparative Example 1]
A single-layer graphene sheet according to Comparative Example 1 was prepared by the same method as in Example 1 except that the single-layer graphene sheet was not irradiated with ultraviolet rays, and its structure and characteristics were confirmed.

得られたラマンスペクトルを図2に(a)として示す。測定結果から算出された強度比I/Iの値は、0.05であった。また、得られたSTEM像を図3に(b)として示す。 The obtained Raman spectrum is shown in FIG. 2 as (a). The value of the calculated from the measurement result the intensity ratio I D / I G was 0.05. The obtained STEM image is shown in FIG. 3 as (b).

[比較例2]
単層グラフェンシートに紫外線を照射する際に、炉内に導入するガスをアルゴンガス(酸素濃度0%)とした以外は実施例1と同様の方法で、比較例2に係る単層グラフェンシートを作製し、その構造及び特性を確認した。
[Comparative Example 2]
When the single-layer graphene sheet was irradiated with ultraviolet rays, the single-layer graphene sheet according to Comparative Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the gas introduced into the furnace was argon gas (oxygen concentration 0%). It was prepared and its structure and characteristics were confirmed.

得られたラマンスペクトルを図2に(b)として示す。測定結果から算出された強度比I/Iの値は、0.05であった。また、得られたSTEM像を図6に示す。 The obtained Raman spectrum is shown in FIG. 2 as (b). The value of the calculated from the measurement result the intensity ratio I D / I G was 0.05. The obtained STEM image is shown in FIG.

図2に示されるラマンスペクトルでは、全ての例において、1590cm−1付近にGバンドのピークが、2680cm−1付近に2Dバンドのピークが、それぞれ観察された。また、いずれの例においても、2Dバンドのピークの半値幅は32cm−1程度であり、Lorentzianを用いたピークフィッティングにおいて、単一のピークでフィッティングが可能であった。さらに、いずれの例においても、Gバンドのピーク強度(I)と2Dバンドのピーク強度(I2D)の比I2D/Iは、1.3〜2の範囲内であった。これらの結果から、得られたグラフェンシートは単層のグラフェンであるといえる。他方、図2においては、(c)〜(f)のスペクトルではDバンドのピークが確認されたのに対し、(a)及び(b)のスペクトルでは該ピークが確認できなかった。このことから、酸素を含む雰囲気中での紫外線照射によって、単層グラフェンシートに欠陥が導入されたといえる。 In the Raman spectrum shown in Figure 2, in all instances, the peak of G-band near 1590 cm -1 is a peak of the 2D band around 2680cm -1 were observed respectively. Further, in each example, the half width of the peak of the 2D band was about 32 cm -1 , and in the peak fitting using Lorentzian, it was possible to fit with a single peak. Furthermore, in each of the examples, the ratio I 2D / I G peak intensity of a peak intensity (I G) and 2D band G band (I 2D) was in the range of 1.3 to 2. From these results, it can be said that the obtained graphene sheet is a single-layer graphene. On the other hand, in FIG. 2, the peak of the D band was confirmed in the spectra of (c) to (f), but the peak could not be confirmed in the spectra of (a) and (b). From this, it can be said that defects were introduced into the single-layer graphene sheet by irradiation with ultraviolet rays in an atmosphere containing oxygen.

図7に、ラマンスペクトルのピーク強度比I/Iと紫外線照射時の酸素濃度の関係を示す。図7から、ピーク強度比I/Iは、雰囲気中の酸素濃度が50%までは酸素濃度の増加に伴って増加し、それを超えると一定となるか、若干減少することが判る。 Figure 7 shows the relationship between the oxygen concentration at the time of the peak intensity ratio I D / I G and the ultraviolet irradiation of the Raman spectrum. From Figure 7, the peak intensity ratio I D / I G, the oxygen concentration in the atmosphere is increased to 50% with an increase in oxygen concentration, or the excess of it is constant, it can be seen that slightly decreased.

このように、酸素濃度の増加に対してピーク強度比I/Iが飽和する理由を調査するため、酸素雰囲気中での紫外線照射によるオゾンの形成とサンプル近傍でのオゾンの分解に関して発光測定を実施した。測定は、図1に示した装置において、光ファイバ用フィードスルー51にファイバ真空フィードスルー(Ocean Insight社製)を、光ファイバ61にコア径450μmの光ファイバを、分光器62にOcean Insight社製のHR2000+を、それぞれ使用して行った。測定波長領域は200〜890nmとし、測定時間は1スペクトル当たり20000μsとした。図8に、酸素濃度0%及び100%における結果を示す。 Since the peak intensity ratio I D / I G with increasing oxygen concentration to investigate the reason for saturation, luminescence measurement for degradation of the ozone in the formation and samples near the ozone by ultraviolet irradiation in an oxygen atmosphere Was carried out. In the apparatus shown in FIG. 1, the fiber vacuum feedthrough (manufactured by Ocean Insight) was used for the feedthrough 51 for optical fiber, the optical fiber with a core diameter of 450 μm was used for the optical fiber 61, and the spectroscope 62 was manufactured by Ocean Insight. HR2000 + was used respectively. The measurement wavelength region was 200 to 890 nm, and the measurement time was 20000 μs per spectrum. FIG. 8 shows the results at oxygen concentrations of 0% and 100%.

図8においては、254,365,404,435,546,578nm近辺に、水銀ランプによる代表的なピークが観察された。これらのうち、365,404及び435nmにみられる発光ラインが、それぞれi線、h線及びg線と呼ばれていることは前述のとおりである。酸素濃度0%と100%における発光スペクトルを比較すると、254nmに観測される発光ラインの強度において強い減衰がみられる。各酸素濃度において得られた発光スペクトルから、i線及びh線の各強度に対する254nmの発光強度の比をそれぞれ算出し、酸素濃度に対してプロットしたグラフを図9に示す。図9に示されるように、発光強度比は酸素濃度の増加に伴い減少傾向を示す。この減少傾向からは、酸素濃度の増加と共に、上述した式(2)及び式(3)で示される光化学反応によって生成するオゾンの量は増加することが窺える。すなわち、反応効率の高い水銀ランプ近傍で生成するオゾン量が増加してオゾン層を形成することが、当該箇所でハートレー帯により吸収される254nmの紫外線量の増加を引き起こし、これがグラフェンの表面近傍まで到達する紫外線量の減少に繋がるものと推察される。そうすると、酸素濃度の増加に対するピーク強度比I/Iの飽和現象は、グラフェン表面近傍において、上述した式(4)で示される光化学反応により生成する励起状態の原子状酸素(O(D))の形成確率が減少することに起因すると解される。 In FIG. 8, a typical peak due to a mercury lamp was observed around 254,365,404,435,546,578 nm. Of these, the emission lines found at 365, 404 and 435 nm are called i-line, h-line and g-line, respectively, as described above. Comparing the emission spectra at 0% and 100% oxygen concentration, strong attenuation is seen in the intensity of the emission line observed at 254 nm. From the emission spectra obtained at each oxygen concentration, the ratio of the emission intensity at 254 nm to each intensity of i-line and h-line was calculated, and a graph plotted against the oxygen concentration is shown in FIG. As shown in FIG. 9, the emission intensity ratio tends to decrease as the oxygen concentration increases. From this decreasing tendency, it can be seen that the amount of ozone produced by the photochemical reactions represented by the above-mentioned formulas (2) and (3) increases with the increase in oxygen concentration. That is, the increase in the amount of ozone generated in the vicinity of the mercury lamp with high reaction efficiency to form the ozone layer causes an increase in the amount of ultraviolet rays of 254 nm absorbed by the Hartley zone at that location, which extends to the vicinity of the surface of graphene. It is presumed that this will lead to a decrease in the amount of ultraviolet rays that reach. Then, saturation phenomenon of the peak intensity ratio I D / I G to increasing oxygen concentration in the graphene surface vicinity, atomic oxygen (O (1 D in the excited state produced by a photochemical reaction represented by above-mentioned formula (4) )) Is understood to be due to a decrease in the formation probability.

[実施例5〜11、比較例3〜4]
実施例5〜11及び比較例3〜4では、PETフィルム上に単層グラフェンシートを形成し、これに種々の酸素濃度の雰囲気中で紫外線を照射して、シート抵抗を測定した。
[Examples 5 to 11, Comparative Examples 3 to 4]
In Examples 5 to 11 and Comparative Examples 3 to 4, a single-layer graphene sheet was formed on the PET film, and the sheet resistance was measured by irradiating the single-layer graphene sheet with ultraviolet rays in an atmosphere of various oxygen concentrations.

(単層グラフェンシートの作製)
まず、実施例1と同様の方法により、銅箔上に単層グラフェンシートを形成した。次に、銅箔上のグラフェンに対して、熱剥離シートを張り合わせた。次に、得られた熱剥離シート/グラフェン/銅箔複合膜を、0.5mol/Lの過硫酸アンモニウム((NH)水溶液に浸漬して、化学的エッチングにより銅箔を除去した。取り出した複合膜を超純水で数回洗浄した後、PETフィルム上にグラフェン側を張り合わせた。最後に、大気中で80℃の加熱処理を施すことで熱剥離シートを剥離し、グラフェン/PETフィルム積層体を得た。
(Making a single-layer graphene sheet)
First, a single-layer graphene sheet was formed on the copper foil by the same method as in Example 1. Next, a heat release sheet was attached to the graphene on the copper foil. Next, the obtained heat release sheet / graphene / copper foil composite film was immersed in a 0.5 mol / L ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ) aqueous solution, and the copper foil was chemically etched. Removed. After washing the removed composite film with ultrapure water several times, the graphene side was laminated on the PET film. Finally, the heat release sheet was peeled off by heat treatment at 80 ° C. in the atmosphere to obtain a graphene / PET film laminate.

(単層グラフェンシートへの紫外線照射)
得られた積層体上の単層グラフェンシートに対して、反応炉に導入するアルゴン−酸素混合ガス中の酸素濃度を0%(比較例4)、5%(実施例5)、10%(実施例6)、20%(実施例7)、40%(実施例8)、60%(実施例9)、80%(実施例10)及び100%(実施例11)とした以外は実施例1と同様の方法で紫外線を照射し、実施例5〜11及び比較例4に係る単層グラフェンシートをそれぞれ作製した。なお、比較例3に係る単層グラフェンシートは、紫外線照射を行わなかった以外は実施例11と同様の方法で作製した。
(Irradiation of single-layer graphene sheet with ultraviolet rays)
With respect to the single-layer graphene sheet on the obtained laminate, the oxygen concentration in the argon-oxygen mixed gas introduced into the reaction furnace was 0% (Comparative Example 4), 5% (Example 5), and 10% (Implementation). Example 1 except for Examples 6), 20% (Example 7), 40% (Example 8), 60% (Example 9), 80% (Example 10) and 100% (Example 11). The single-layer graphene sheets according to Examples 5 to 11 and Comparative Example 4 were prepared by irradiating with ultraviolet rays in the same manner as in the above. The single-layer graphene sheet according to Comparative Example 3 was produced by the same method as in Example 11 except that it was not irradiated with ultraviolet rays.

(シート抵抗測定)
各実施例・比較例に係る単層グラフェンシートについて、前述した処理を行う前後のシート抵抗を、非接触抵抗測定装置((株)ナプソン製、EC−80)を用いてそれぞれ測定した。測定は、4.0cm×4.0cmのグラフェン/PETフィルム積層体のサンプルに対して5回実施し、その平均値をシート抵抗とした。得られたシート抵抗を、表1にまとめて示す。
(Sheet resistance measurement)
For the single-layer graphene sheets according to each Example / Comparative Example, the sheet resistance before and after the above-mentioned treatment was measured using a non-contact resistance measuring device (manufactured by Napson Corporation, EC-80). The measurement was carried out 5 times for a sample of a graphene / PET film laminate of 4.0 cm × 4.0 cm, and the average value was taken as the sheet resistance. The obtained sheet resistances are summarized in Table 1.

Figure 2021195272
Figure 2021195272

図10に、実施例5〜11及び比較例3〜4で得られた処理後のシート抵抗と紫外線照射時の雰囲気中の酸素濃度との関係をまとめて示す。図中では、紫外線を照射していない比較例3からのシート抵抗の変化率を示している。図10からは、酸素濃度0%の雰囲気中で紫外線を照射した場合(比較例4)には、未照射の場合(比較例3)に比べてシート抵抗が少なくとも20%以上増加することが判る。これは、紫外線の照射により、炭素−炭素間のσ結合が励起、微弱化して欠陥が導入され、電子移動度が損なわれたためと考えられる。図2(b)に示されるように、酸素を含まない雰囲気中で紫外線照射を行った単層グラフェンシートは、ラマンスペクトルにおいては欠陥に起因するDバンドのピークは確認されなかったことから、僅かな欠陥がキャリア輸送を大幅に制限するものと考えられる。他方、図10からは、酸素を含む雰囲気中で紫外線を照射した各実施例では、シート抵抗の上昇が抑制されていることが判る。特に、酸素濃度が20%以上の雰囲気中での紫外線照射は、シート抵抗の上昇をほとんど引き起こさないことが判る。これは、上述したように、欠陥に酸素を含む結合構造が形成されたことにより、キャリア密度が増加し、キャリア移動度の低下を補ったためと考えられる。 FIG. 10 summarizes the relationship between the sheet resistance after the treatment obtained in Examples 5 to 11 and Comparative Examples 3 to 4 and the oxygen concentration in the atmosphere at the time of ultraviolet irradiation. The figure shows the rate of change in sheet resistance from Comparative Example 3 not irradiated with ultraviolet rays. From FIG. 10, it can be seen that when ultraviolet rays are irradiated in an atmosphere having an oxygen concentration of 0% (Comparative Example 4), the sheet resistance increases by at least 20% or more as compared with the case where no irradiation is performed (Comparative Example 3). .. It is considered that this is because the carbon-carbon σ bond is excited and weakened by the irradiation with ultraviolet rays, and defects are introduced and the electron mobility is impaired. As shown in FIG. 2 (b), in the single-layer graphene sheet irradiated with ultraviolet rays in an oxygen-free atmosphere, the peak of the D band due to the defect was not confirmed in the Raman spectrum, so that it was slight. Defects are thought to significantly limit carrier transport. On the other hand, from FIG. 10, it can be seen that the increase in sheet resistance is suppressed in each embodiment irradiated with ultraviolet rays in an atmosphere containing oxygen. In particular, it can be seen that irradiation with ultraviolet rays in an atmosphere having an oxygen concentration of 20% or more hardly causes an increase in sheet resistance. It is considered that this is because, as described above, the formation of a bond structure containing oxygen in the defect compensated for the increase in carrier density and the decrease in carrier mobility.

以上説明したとおり、本発明の一側面に係る単層グラフェンシートは、炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築による構造欠陥により、無欠陥のグラフェンと比較して表面が活性化された状態にある。この活性化状態は、前述の欠陥に酸素原子が吸着してエノラート結合構造及び/又はエポキシ結合構造を形成することでより促進される。また、前記単層グラフェンシートは、前述の欠陥に酸素原子が吸着してエノラート結合構造、エポキシ結合構造及び/又はエーテル結合構造を形成することで、従来の課題であった欠陥による導電性の悪化を改善できる。このため、本発明の一側面に係る単層グラフェンシートは、高い表面活性と導電性とが両立するものであり、これを活かして化学センサーを初めとする新規デバイスへの適用が期待される。また、高表面活性と高表面積特性を活かして、水素貯蔵体に適用できる可能性もあるといえる。 As described above, the single-layer graphene sheet according to one aspect of the present invention is in a state where the surface is activated as compared with the non-defect graphene due to carbon deficiency defects and / or structural defects due to reconstruction. This activated state is further promoted by adsorbing oxygen atoms to the above-mentioned defects to form an enolate-bonded structure and / or an epoxy-bonded structure. Further, in the single-layer graphene sheet, oxygen atoms are adsorbed on the above-mentioned defects to form an enolate bond structure, an epoxy bond structure and / or an ether bond structure, so that the conductivity is deteriorated due to the defects, which has been a conventional problem. Can be improved. Therefore, the single-layer graphene sheet according to one aspect of the present invention has both high surface activity and conductivity, and is expected to be applied to new devices such as chemical sensors by utilizing this. In addition, it can be said that it may be applicable to hydrogen stores by taking advantage of its high surface activity and high surface area characteristics.

1 紫外光照射反応炉
2 紫外線源
3 ガス供給手段
31 ガスボンベ
32 マスフローコントローラー
33 配管
4 サンプル支持体
5 反応炉扉
51 光ファイバ用フィードスルー
61 光ファイバ
62 分光器
63 発光測定装置
1 Ultraviolet light irradiation reactor 2 Ultraviolet source 3 Gas supply means 31 Gas bomb 32 Mass flow controller 33 Piping 4 Sample support 5 Reaction furnace door 51 Feed-through for optical fiber 61 Optical fiber 62 Spectrometer 63 Luminescence measuring device

Claims (5)

炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築構造欠陥と、
該欠陥に形成されたエノラート結合構造、エポキシ結合構造及び/又はエーテル結合
構造と
を有し、
シート抵抗が700Ω/sq.以下であり、
ラマンスペクトルにおけるGバンドの強度に対するDバンドの強度の比I/I
0.2以上である、
単層グラフェンシート。
Carbon deficiency defects and / or reconstructed structural defects,
It has an enolate bond structure, an epoxy bond structure and / or an ether bond structure formed in the defect, and has an enolate bond structure, an epoxy bond structure and / or an ether bond structure.
Sheet resistance is 700Ω / sq. Is below
The ratio of the intensity of the D band to the intensity of the G band in the Raman spectrum ID / IG is 0.2 or more.
Single layer graphene sheet.
請求項1に記載の単層グラフェンシートを備える化学センサー。 A chemical sensor comprising the single-layer graphene sheet according to claim 1. 単層グラフェンシートを準備すること、
該単層グラフェンシートに、酸素ガス又はアルゴン−酸素混合ガス中で紫外線を照射して、炭素の欠乏欠陥及び/又は再構築構造欠陥と、該欠陥に形成されたエノラート結合構造、エポキシ結合構造及び/又はエーテル結合構造とを生成させること、
を含む、単層グラフェンシートの処理方法。
Preparing a single-layer graphene sheet,
The single-layer graphene sheet is irradiated with ultraviolet rays in oxygen gas or an argon-oxygen mixed gas to form a carbon deficiency defect and / or a reconstructed structure defect, and an enolate bond structure, an epoxy bond structure and an epoxy bond structure formed in the defect. / Or to generate an ether bond structure,
How to treat a single layer graphene sheet, including.
前記紫外線の照射を、酸素濃度が20%以上のガス中で行う、請求項3に記載の単層グラフェンシートの処理方法。 The method for treating a single-layer graphene sheet according to claim 3, wherein the irradiation with ultraviolet rays is performed in a gas having an oxygen concentration of 20% or more. 前記紫外線の照射を、酸素濃度が60%以下のガス中で行う、請求項3又は4に記載の単層グラフェンシートの処理方法。 The method for treating a single-layer graphene sheet according to claim 3 or 4, wherein the irradiation with ultraviolet rays is performed in a gas having an oxygen concentration of 60% or less.
JP2020102013A 2020-06-12 2020-06-12 Single-layer graphene sheet, chemical sensor using the same, and method for treating single-layer graphene sheet Pending JP2021195272A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020102013A JP2021195272A (en) 2020-06-12 2020-06-12 Single-layer graphene sheet, chemical sensor using the same, and method for treating single-layer graphene sheet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020102013A JP2021195272A (en) 2020-06-12 2020-06-12 Single-layer graphene sheet, chemical sensor using the same, and method for treating single-layer graphene sheet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021195272A true JP2021195272A (en) 2021-12-27

Family

ID=79197298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020102013A Pending JP2021195272A (en) 2020-06-12 2020-06-12 Single-layer graphene sheet, chemical sensor using the same, and method for treating single-layer graphene sheet

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021195272A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117191885A (en) * 2023-08-22 2023-12-08 天津大学 Ultra-fast response room temperature graphene-based nitrogen dioxide sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117191885A (en) * 2023-08-22 2023-12-08 天津大学 Ultra-fast response room temperature graphene-based nitrogen dioxide sensor
CN117191885B (en) * 2023-08-22 2024-06-04 天津大学 Ultra-fast response room temperature graphene-based nitrogen dioxide sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bellunato et al. Chemistry at the Edge of Graphene
Krzywiecki et al. Zinc oxide as a defect-dominated material in thin films for photovoltaic applications–experimental determination of defect levels, quantification of composition, and construction of band diagram
Kolmakov et al. Recent approaches for bridging the pressure gap in photoelectron microspectroscopy
Ananthoju et al. Controlled electrodeposition of gold on graphene: maximization of the defect‐enhanced Raman scattering response
Wang et al. Sensitivity of titania (B) nanowires to nitroaromatic and nitroamino explosives at room temperature via surface hydroxyl groups
Zhao et al. Room temperature NH 3 detection of Ti/graphene devices promoted by visible light illumination
JP2011181894A (en) Defect repair apparatus, and method for euv mask
Al-Ajlony et al. Carbon contamination and oxidation of Au surfaces under extreme ultraviolet radiation: An x-ray photoelectron spectroscopy study
US10752835B2 (en) Dispersion solution of semiconductor single-layer carbon nanotube
Kondo et al. Effect of reactive oxygen species generated with ultraviolet lamp and plasma on polyimide surface modification
JP2021195272A (en) Single-layer graphene sheet, chemical sensor using the same, and method for treating single-layer graphene sheet
Ueba et al. Unoccupied electronic structure and molecular orientation of rubrene; from evaporated films to single crystals
Knittel et al. Nanostructured Boron Doped Diamond Electrodes with Increased Reactivity for Solar‐Driven CO2 Reduction in Room Temperature Ionic Liquids
JP5888721B2 (en) Method for producing metal coated with antioxidant film
Sezen et al. Spatially resolved chemical characterization with scanning photoemission spectromicroscopy: Towards near‐ambient‐pressure experiments
Malinský et al. Microcapacitors on graphene oxide and synthetic polymers prepared by microbeam lithography
Hattori et al. Ultrathin SiOx film coating effect on the wettability change of TiO2 surfaces in the presence and absence of UV light illumination
Alamri et al. Enhanced H₂ Sensitivity in Ultraviolet-Activated Pt Nanoparticle/SWCNT/Graphene Nanohybrids
Lähnemann et al. Quenching of the luminescence intensity of GaN nanowires under electron beam exposure: impact of C adsorption on the exciton lifetime
Lada et al. A novel, green, low-cost regeneration method for surface enhanced raman scattering (SERS) solid substrates based on nanosecond pulsed cold plasma technology
Sun et al. Catalytic ozonation of dissolved acetaminophen with iron-doped graphitic carbon nitride in plasma-liquid system
Barberio et al. Cathode-luminescence from extrinsic impurities in bundles of carbon nanotubes: a possible role
Mund et al. Etching processes of transferred and non-transferred multi-layer graphene in the presence of extreme UV, H2O and H2
JP7370042B2 (en) Transmission electron microscope sample support, its manufacturing method, and sample preparation method using the same
JP6291403B2 (en) Method for cleaning phase plate for transmission electron microscope