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题名室温铁磁性还原氧化石墨烯基全碳膜
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作者
王悦
王欣
于显利
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机构
吉林大学材料科学与工程学院
吉林大学地球探测科学与技术学院
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出处
《无机材料学报》
北大核心
2025年第3期305-313,I0004,I0005,共11页
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基金
吉林省自然科学基金(20210101381JC)
吉林省发改委(2021C043-5)
国家重点研发计划(2017YFC0602000)。
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文摘
具有铁磁性质的纳米碳材料在自旋电子学、生物医学成像、电极和染料吸附等领域具有重大的应用价值。石墨烯衍生物氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)和还原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)拥有卓越的物理化学性质,呈现出室温铁磁有序结构。为了实现规模化、低成本、性能稳定的全碳膜,采用热还原结合双维度碳复合策略,制备了不同含量微米尺度还原氧化石墨烯纤维(rGOFs)的rGO-rGOFs全碳复合膜,并对全碳膜的铁磁性机理及磁阻效应进行了阐述。研究发现:引入适量rGOFs可将rGO膜的室温饱和磁化强度从0.0083 A·m^(2)·kg^(–1)提升至0.0960 A·m^(2)·kg^(–1),铁磁性增强是碳膜的空位缺陷和sp3(C–C)态共同作用导致的。通过电感耦合等离子体质谱仪排除了样品中金属杂质可能对饱和磁化强度的干扰。此外,在室温、±1 T磁场下,磁阻(Magnetoresistance,MR)曲线显示样品MR为负值。通过调控材料的表面拓扑形貌和sp3(C–C)/sp2(C=C)比值,在一定程度上提高了材料的室温饱和磁化强度。这种新型全碳薄膜有望在未来应用于自旋电子器件和生物医学领域。
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关键词
全碳复合膜
还原氧化石墨烯纤维
室温铁磁性
磁阻效应
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Keywords
all-carbon composite film
reduced graphene oxide fiber
room-temperature ferromagnetism
magnetoresistance effect
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分类号
O441
[理学—电磁学]
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