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研究生:王帥
研究生(外文):Wang, Shuei
論文名稱:利用同步輻射軟X光還原氧化石墨烯
論文名稱(外文):Reduction of graphene oxide by synchrotron radiation soft X-ray beam
指導教授:簡世森
指導教授(外文):Forest Shih-Sen Chien
口試委員:裴靜偉林宗吾簡世森
口試委員(外文):Zingway peiTsung-Wu LinForest Shih-Sen Chien
口試日期:2012-06-26
學位類別:碩士
校院名稱:東海大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:52
中文關鍵詞:氧化石墨烯
外文關鍵詞:GO
相關次數:
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氧化石墨烯(GO)及其還原態具有可調控之表面化性與電性與光學性質,近期來受到關注。因此學者們致力於氧化石墨烯的還原,其目的為使還原氧化石墨烯與完美石墨烯具有相同特性。在研究中指出氧化石墨烯可以利用閃光燈還原,也可以藉由紫外光與深紫外光還原,因此本研究致力於利用更高能量之光源誘使GO還原。
  因此利用同步輻射軟X光還原氧化石墨烯與X射線光電子能譜儀分析其還原時能譜變化,與氧化石墨烯在還原過程中其電子結構的變化,藉此觀察軟X光照射誘使GO還原之能帶結構連續變化。我們分別使用能量為580 eV與380 eV之激發光能量,其光子數量的不同造成不同二次電子產生的數量,反映在其樣品電流,因此觀察其還原反應呈現不同速度。能譜圖中顯示,C-O峰值隨著連續照射軟X光的時間呈雙指數衰減,且其衰減的速度與樣品電流有正相關,應為二次電子所造成的還原反應。透過X射線光電子能譜與價電帶最大值及表面電位的量測,得知C-O鍵的束縛能偏移為化學偏移以及價電帶最大值往低能量偏移與費米能階往價電帶偏移,及C-C鍵core level向低能量處偏移。

Graphene oxide (GO) has attracted lot of interest for low-coat mass producing of graphene by reduction through the chemical or physical methods. Graphen oxide could be tunable surface chemical properties and the electrical and optical properties. Therefore, the researchers focus on the reduction of graphene oxide (RGO), and they try to reduce graphene oxide with the same characteristics of a perfect graphene. In some studies, they use flash light, UV, and EUV to reduce grapheme oxide. So, we want to reduce graphene oxide by using shorter wavelength of photo.
Synchrotron radiation soft X-ray was used to reduce graphene oxide and to analysis of the band structure variation from GO to RGO. The energies of excitation photo used to reduce graphene oxide were 580 eV and 380 eV, respectively. During the soft X-ray irradiation, the intensity of C-O peak of graphene oxide was decreased with a function of double exponential. We considered the reaction of reduction was dominated by the secondary electrons. The intensity of C-O peak was decay faster with a large secondary electrons. On the other hand, we measured the surface potential and valence band maximum during the reduction reaction.
Fermi level was much closer to valence band and valence band maximum shift to lower binding energy. According the above result, we produced a energy band diagram variation from GO to RGO during the reduction reaction.
第一章 緒論
1.1簡介
1.1.1氧化石墨烯的介紹
1.1.2 氧化石墨烯的原子結構
1.1.3氧化石墨烯與還原氧化石墨稀之比較
1.2文獻回顧
1.3研究動機
第二章 儀器原理與介紹
2.1 同步輻射光源及X-射線光電子能譜儀
2.1.1 同步加速器光源
2.1.2 X-射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy)
2.2 拉曼光譜術
2.2.1 拉曼光譜術的原理
2.3 掃描探針顯微術(SPM)
2.3.1 AFM(Atomic Force Microscopy,AFM)原理
2.3.2 EFM(Electrostatic Force Microscope,EFM)原理
2.4 熱蒸鍍機(Thermal Evaporation Coater)
2.5 電性量測平台(Probe Station)
第三章 樣品的製備與實驗方法
3.1氧化石墨烯與電極的製備
3.2實驗方法
第四章 實驗結果分析與討論
4.1 X射線電子能譜圖結果與分析
4.2 拉曼光譜量測
4.3 I-V特性曲線
4.4 GO還原狀態與文獻的比較
4.5 軟X光還原GO機制討論
4.6 氧化石墨烯還原過程之能帶結構分析
第五章 結論
參考文獻

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