專家：丁古巧帶您解讀如何批量化生產准零維石墨烯量子點

由於邊緣狀態和量子局限，石墨烯量子點的形狀和大小將決定它們的電學、光學、磁性和化學特性。而目前，大量獲取特定邊緣形狀和均勻尺寸的石墨烯量子點仍是個難題，並且石墨烯量子點的應用還有待開發。

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石墨烯量子點簡介

近年來，石墨烯因具有大的比表面積、高的載流子遷移率、優異的機械靈活性、良好的熱/化學穩定性以及對環境友好等獨特的性能而受到越來越多的關注。石墨烯量子點作為零維的石墨烯納米材料，一般是橫向尺寸在100nm以下，縱向尺寸可以在幾個納米以下，具有一層、兩層或者幾層的石墨烯結構，也就是特殊的非常小的石墨烯碎片。

與二維的石墨烯納米片和一維石墨烯納米帶相比，尺寸在10nm以下的零維石墨烯量子點表現出更強的量子限域效應和邊界效應，具有許多獨特的性質。在電子學、光電學和電磁學領域十分具有應用前景。

石墨烯量子點的製備

石墨烯量子點（GQDs）的合成可以看做是對碳納米晶體合成方法的延伸和補充，並且隨製備方法的不同，尺寸在幾個納米到100nm之間。製備出性質可控的石墨烯量子點有兩種方法，即自上而下和自下而上兩種方法。

自上而下法

自上而下的方法是指通過物理或化學方法將大尺寸的石墨烯薄片切割成小尺寸的GQDs，包括水熱法、電化學法和化學剝離碳纖維法等等。

這類方法步驟相對簡單、產率較高，也是目前應用最多的一類方法。

自下而上法

自下而上的製備法則是指以小分子作前驅體通過一系列化學反應製備GQDs，主要是溶液化學法、超聲波和微波法等。

這類方法可以對石墨烯量子點的形貌和尺寸精確控制，但步驟繁瑣而且操作過程複雜。

石墨烯量子點的應用

與二維的石墨烯納米片和一維石墨烯納米帶相比，尺寸在10nm以下的零維石墨烯量子點表現出更強的量子限域效應和邊界效應，廣泛應用於太陽能電池、電子設備、光學染料、生物標記和複合微粒系統等方面，同時在生物、醫學、材料、新型半導體器件等領域具有重要的潛在應用。

專家介紹

丁古巧，中科院上海微系統與信息技術研究所信息功能材料國家重點實驗室任副研究員，上海新池能源科技有限公司技術總監，負責產品技術開發。

丁古巧主要從事低維結構材料及其應用研究，特別是石墨烯材料研究。作為項目負責人承擔國家自然科學基金青年項目，作為骨幹研究人員參與國家科技重大專項項目、中科院方向性項目和國家自然科學基金重點項目。近年來發表SCI論文26篇，申請發明專利21項，其中國際專利3項。

上海新池能源科技有限公司

上海新池能源科技有限公司於2009年成立，為正泰集團旗下集研發，生產，銷售，服務於一體的石墨烯材料研製及下游應用產品的高科技現代化企業。

目前，公司以自主開發的第三代高質量石墨烯技術為基礎，石墨烯-銅複合技術為依託生產的石墨烯導熱膜，已得到多個智能終端客戶廠商的實測認可。

公司秉承誠信、創新、高效、可靠的經營理念，聚焦石墨烯-銅合金技術及應用，致力於成為國際領先的高品質石墨烯產品和應用解決方案供應商。

關於聯合實驗室

上海新池能源聯合中科院上海微系統所，成立石墨烯團隊聯合實驗室，建立了超過1000㎡的石墨烯材料應用開發實驗室，以期實現應用產品小試研發、批量生產的應用開發一體化的產業模式，形成一條石墨烯材料從研發到應用的快速通道。目前聯合實驗室擁有超過20人的研發和管理團隊，由數名博士及研究生組成，是一支平均年齡小於29歲，充滿活力，勇於創造又富有經驗的團隊。

聯合實驗室在保持石墨烯材料領先的同時，將重點開發石墨烯在電能輸送和熱管理等領域內的應用。

敬請關注

2018低維碳納米材料製備及應用技術交流會

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