新型焦耳热过程和石墨烯薄膜制备性能记录总结。

马里兰大学研究人员发现，高温加热后的还原氧化石墨烯（RGO）薄膜的电导率和迁移率均创历史新高。[Wang et al., Materials Today (2017), doi: 10.1016/j.mattod.2017.10.008].

石墨烯所具有的优越性能促使人们在许多领域探索和应用这种材料。它可以通过三种不同的方式产生：机械剥离法、化学气相沉积法（CVD）和化学修饰法。但由于机械剥离的产率极低，化学气相沉积法成本高，所以化学修饰法已成为石墨烯生产应用最广泛的方法。

通常，化学修饰法会产生一种石墨烯的合成前驱体，称为氧化石墨烯（GO），它是一种含有不同含氧官能团的单层石墨。还原氧化石墨烯（RGO）类似于原始石墨烯，可以通过热、化学、电化学或光化学反应还原产生GO。

Liangbing Hu解释说：“RGO有着类似石墨烯的结构和电子性质，但是先前报道的电导率和迁移率都很小，这限制了它在许多领域的应用。”

然而，现在Hu和他的同事们发现，两步热还原过程可以改变其导电率和迁移率，从而开辟新的应用潜力。

他告诉《今日材料》：“我们得到的还原氧化石墨烯（RGO）电导率最高可到6300S·cm-1，迁移率为320cm2v-1s-1。”

RGO性能的增强是由于改进了焦耳加热法，即一个独立的GO薄膜首先被加热到1000 K，并在氩气炉中保温一小时，然后让1000K下的RGO薄膜悬浮在衬底上方的真空室中，第二次加热到3000 K。

Hu说道：“弯曲膜的两步还原法非常新颖，这是实现稳定的3000K焦耳热还原的核心，同时也创造了RGO薄膜的性能记录。”

研究人员认为，高温热还原过程是用来驱离含氧官能团和其他杂质的，这些物质容易捕获或散布在石墨网络中的电荷载流子。3000K下的RGO显示出了较大的sp2区域。研究团队观察发现，RGO薄膜物理性质的变化似乎能大大提高导电性和迁移率。

“具有如此之高电导率和迁移率的RGO薄膜可以被应用于很多领域。”胡补充说：“我们制造RGO薄膜的方法非常实用和可靠。”

原文题目：Heating boosts graphene’s conductivity，原文来自materialstoday，由材料科技在线团队翻译整理。