科研进展

为了充分利用多层石墨烯的高吸收系数和外延硅的低碰撞电离系数比，多层石墨烯作为主要光吸收层，拓宽硅基光电探测器的探测波段，尤其是在红外波段；而轻掺杂的外延硅则作为光生电子倍增区，有效抑制了热载流子的产生和倍增；重掺杂的基底硅可在硅半导体和金属电极之间形成欧姆接触，改善电流传输效率，从而减少整体功耗，提升能效。多层石墨烯/外延硅异质结光电探测器在雪崩模式下还展现出自淬灭和高增益的特性，可在1550 nm的通信波长下工作。

该工作报道了微环谐振器集成的石墨烯/MoTe2异质结调制、探测一体化集成光电子器件，可用做电光调制、光电探测；该器件不仅工艺简单，提供了一种提高集成光电子芯片集成密度的方案，拓展了集成光电子芯片的可编程性及应用场景。

该项目深入系统地开展了二维材料的化学气相沉积（CVD）制备研究，解决了三类典型的具有已知三维母体的二维材料[原子级厚度的层状半导体性过渡金属硫族化合物（TMD）、绝缘性六方氮化硼（h-BN）、非层状金属性过渡金属碳化物（TMC）]的控制制备难题，并创造出全新的二维MoSi2N4材料体系，实现了从0到1的创新，极大丰富了二维材料的物性和应用。

研究小组利用石墨烯的量子霍尔铁磁体来发射磁子。这些磁子的吸收会产生高于泽曼能量的过量噪声，即使在没有检测到电信号的情况下，噪声也是有限的。利用噪声光谱学这种高灵敏度工具来探测和研究石墨烯量子霍尔铁磁体中的磁子，为在未来量子技术中利用磁子作为低功耗信息载体铺平了道路。这种新方法还可应用于其他铁磁材料和范德华磁体。

我们报道了一种独特的基于石墨烯的三维结构的制备，共价石墨烯骨架(CGF)，它是通过将硝基官能化的石墨烯衍生物化学连接到基于三维苯胺的连接物上而获得的。然后将碳纤维负载钴[5,10,15,20-(tetra-N-methyl-4-pyridyl)porphyrin](CoTMPyP)作为电化学还原二氧化碳的催化剂。CGF具有游离胺官能团的多孔结构，能够对CO2进行强烈的不可逆吸附，从而促进关键氨基甲酸酯中间体的形成和稳定。CGF−CoTMPyP复合催化体系在−0.72V下对8e-二氧化碳还原为CH4(法拉第效率∼20%)表现出比RHE在水溶液中更高的性能。这项工作强调了调整催化剂周围环境的形态和化学组成在设计能量转换领域的高效催化系统中的重要性。

根据密歇根大学研究人员最近一项研究中的电化学活动模型，与双层石墨烯相比，添加额外一层石墨烯制成扭曲三层石墨烯能产生更快的电子转移。

在研究中，Van Hazendonk 和她的同事们选择使用一种不同类型的可变形材料–液晶–以及石墨烯来制造一种软抓取装置或 “手”，这种装置或 “手 “有四个可控制和可变形的 “手指”。