科技日報訊據美國物理學家組織網2月19日報道，美國西北大學研究人員采用一種新的熱氧化方法，可在不損害石墨烯晶格結構的前提下提升對其光電性能的調控，向今后制備更快速、輕薄、柔性的電子產品邁進了一步。相關研究成果刊登在2月19日的《自然—化學》雜志上。

　　石墨烯是由碳原子形成的原子尺寸蜂巢晶格結構材料，硬度超過鉆石，同時又像橡膠一樣可以伸展。其導電和導熱性能超過任何銅線，重量幾乎為零。由此，科學家對其能夠在眾多領域廣泛應用寄予厚望。在其應用較多的電子產品方面，許多專家認為它比硅更具競爭力，如轉換集成電路和超高速電腦、手機和相關便攜式電子設備。

　　而如何掌握調控石墨烯的電子性能，對于研究人員來說并非易事，這也正是這種材料所固有的一個重大挑戰。與半導體硅不同，石墨烯的價帶和導帶之間為零帶隙，而帶隙是電學應用的關鍵，能使材料實現電子流的開與關。如果其很難“關閉”通過的電流，就不適于大量集成電路構成的數字線路。

　　為了克服這個難點，使石墨烯更能施展本領，世界上很多研究人員都在研發檢測各種能夠改變該材料的化學方法。由此產生的石墨烯氧化物通常被看作是一種缺陷態的材料，正因為其固有的缺陷及豐富的官能團，為通過化學途徑來調控其光電性能提供了可能。最普遍的是自20世紀40年代開發的Hummers方法氧化石墨烯，但其使用的強酸會對石墨烯晶格結構造成不可挽回的損害。

　　在操作中，西北大學的研究人員將氧氣泄入一個超高溫的真空室，其內被加熱到1500攝氏度的熱鎢絲促使氧分子分解成氧原子。之后，高活性的氧原子被均勻地嵌入到石墨烯晶格之中。光譜測量顯示，在石墨烯氧化物的電子特性上呈現出均有共價鍵結合的大量含氧官能團，這表明其具有可調控基于石墨烯設備的屬性。

　　該大學的材料科學與工程教授馬克介紹說，新方法不像Hummers法在過程中會給石墨烯氧化物帶來相應的損害，所產生的石墨烯氧化物的化學同質性程度很高；并且，它的氧化過程是可逆的。由此，進一步提高了經過化學方法處理過的石墨烯的可調性。

　　馬克說：“現在尚不清楚這項工作在一夜之間將給現實世界中的應用帶來怎樣的影響，但顯然它是朝著正確的方向邁出了一步。”