近日，我院光电子材料与探测技术团队与山东大学、中科院北京纳米能源与系统研究所、和美国肯尼索州立大学合作，研究基于SiC基石墨烯的温度依赖性以及在摩擦纳米发电机（TENG）中的应用。研究成果以“Temperature-Dependent Properties of Graphene on SiC Substrates for Triboelectric Nanogenerators”为题被《Frontiers in Materials》杂志接收发表。

该论文对衬底转移法制备的SiC基单层和双层石墨烯，以及SiC热解法生长的SiC基双层石墨烯，进行了成膜质量，表面组分，应力应变和变温性质的研究。研究得到，SiC热解和衬底转移生长的石墨烯的其拉曼特征峰的温度依赖特征存在一定的差异。其中，SiC热解生长的石墨烯具有更少的杂质，更好的表面形貌、结晶质量和温度稳定性。石墨烯可作为摩擦纳米发电机的电极，对比以铜为电极的TENG（Cu-TENG）和以单层石墨烯为电极的TENG（C-TENG）的电学性能，发现石墨烯和聚四氟乙烯更容易交换电子，采用石墨烯的TENG输出性能更好。对比SiC热解生长的双层石墨烯为电极的TENG（D-TENG）、以衬底转移法制备的双层石墨烯为电极的TENG（T-TENG）和C-TENG在不同温度下的输出性能，发现以SiC热解生长的双层石墨烯作为电极的TENG在高温下的发电性能最佳。这项工作对基于石墨烯的高温特性开发TENG的高温应用提供了重要参考。

论文作者：王森（硕士生），万玲玉（通讯作者）， 李丁（中科院北京纳米能源与系统研究所），陈秀芳（山东大学），徐现刚（山东大学），冯哲川（美国肯尼索州立大学，通讯作者）， Ian T. Ferguson（美国肯尼索州立大学）。

     论文链接：https://doi.org/10.3389/fmats.2022.924143。