基于石墨烯负光电导弛豫的柔性光突触器件
基于石墨烯的柔性加热器的电热性能研究＊
Science and Technology & Innovation ｜科技与创新2024年 第05期DOI ：10.15913/ki.kjycx.2024.05.021基于石墨烯的柔性加热器的电热性能研究＊李思远，戈铖琪，郭 浩，黄兆岭（桂林电子科技大学，广西 桂林 541004）摘 要：随着时代发展，柔性加热器件广泛地进入了人们的生活。
柔性加热器通常采用石墨烯作为发热层，但存在着变形时加热部件易脱落、加热速率较为缓慢等问题。
针对以上问题，提出使用多层石墨烯、碳纳米管、氮化铝作为涂料的柔性加热器，介绍了其组成结构及工作原理，实验分析了该柔性加热器的工作性能，与石墨烯作为发热层的柔性加热器进行对比。
结果表明，该系统在工作电压为4.5 V 时，最高温度达到了98.2 ℃，性能优于石墨烯作为发热层的传统柔性加热器。
关键词：柔性加热器；多层石墨烯；加热薄膜；数值模拟中图分类号：TN03 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）05-0081-03——————————————————————————＊［基金项目］广西壮族自治区大学生创新创业项目（编号：S202210595118）；广西青年自然科学基金项目（编号：2021JJB170014）柔性加热器是目前有着良好应用前景的柔性器件之一。
由于柔性加热器具有良好的热效率，使用寿命较长，因而被主要应用于血液分析、输液、呼吸治疗等医疗设备中 [1-2]。
柔性加热器以各类发热膜为主导，其主要有PET 低温电热膜、硅胶发热膜、聚酰亚胺发热膜等，这些发热膜都具有节能、高热转换率、质地柔软、使用寿命长等特点。
但是传统的微加热器在研究过程中有许多问题需要解决和完善。
传统的加热器温度分布不精确，体积大，材料昂贵或稀缺也使得加热薄膜难以制备，这一系列问题需要研究者们去解决和重视。
如今，很多柔性加热器需要在恶劣的环境下应用与工作，例如，工作环境较为复杂时，可能要面对灰尘、水雾、静电等干扰，会使柔性加热器的工作电路可靠性大打折扣。
基于石墨烯的光调制器研究进展
基于石墨烯的光调制器研究进展毕卫红;王晓愚;付广伟;王圆圆【摘要】Based on the analysis of the optical and electrical characteristics of graphene the development of graphene⁃based optical modulators are reviewed in this paper which focuses on the modulation principle and distinguishing features of strip waveguide M⁃Z structure ring resonator and some other optical modulation structures.%首先介绍了石墨烯的光电特性及光调制机理，在此基础上结合石墨烯在光调制器中的研究及应用，综述了国内外基于石墨烯的光调制器研究进展，重点叙述了条形波导结构、M⁃Z结构、环形腔结构以及一些其它结构光调制器的工作原理及各器件的特性。
【期刊名称】《燕山大学学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】10页(P189-198)【关键词】研究进展;石墨烯;光调制器【作者】毕卫红;王晓愚;付广伟;王圆圆【作者单位】燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛066004; 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室，河北秦皇岛066004;燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛066004;燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛066004; 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室，河北秦皇岛066004;燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TN216为了满足高性能计算机与光通信高速发展的技术需求，片上光互连技术已经成为亟待解决的关键性技术［1］。
光调制器作为光通信系统中的关键器件，其性能的优劣直接影响着光信号的传输质量和系统的稳定性。
新型半导体器件有哪些
新型半导体器件有哪些
随着科技的不断进步，新型半导体器件成为了当前研究的热点之一。
在半导体领域，不断涌现出各种新型器件，以满足不同应用的需求。
本文将介绍几种新型半导体器件，探讨它们的工作原理和应用领域。
1. 量子点器件
量子点器件是一种由纳米级量子点构成的半导体器件。
量子点具有量子尺度的禁带宽度，可以调控其能级结构，因此在光电领域有着广泛的应用。
量子点太阳能电池、量子点显示器等均是其代表应用。
2. 石墨烯器件
石墨烯是一种单层碳原子构成的二维材料，具有优异的导电性和热稳定性。
基于石墨烯的器件，如石墨烯场效应晶体管、柔性电子器件等，展现出了巨大的应用潜力。
3. 垂直结构器件
垂直结构器件是指器件的电子流动方向与衬底平面垂直的一类器件。
垂直结构器件可以有效减小器件尺寸，提高性能密度。
典型的垂直结构器件包括垂直发射激光器、垂直场效应晶体管等。
4. 有机半导体器件
有机半导体器件由有机分子组成，具有低成本、柔性等优势。
有机场效应晶体管、有机发光二极管等器件已经在柔性电子、光电子领域得到应用。
结语
新型半导体器件的不断涌现为电子领域注入了新的活力，使得电子产品拥有更高的性能和更广阔的应用空间。
通过不断的研究和创新，新型半导体器件必将在未来发挥更加重要的作用。
石墨烯光电子器件的应用研究进展
石墨烯光电子器件的应用研究进展李绍娟;甘胜;沐浩然;徐庆阳;乔虹;李鹏飞;薛运周;鲍桥梁【摘要】自2004年被发现以来，石墨烯因其卓越的光学和电学性能及其与硅基半导体工艺的兼容性，备受学术界和工业界的广泛关注。
作为一种独特的二维原子晶体薄膜材料，石墨烯有着优异的机械性能、超高的热导率和载流子迁移率、超宽带的光学响应谱及极强的非线性光学特性，使其在新型光学和光电器件领域具有得天独厚的优势。
一系列基于石墨烯的新型光电器件先后被研制出，已显示出优异的性能和良好的应用前景。
此外，近期石墨烯表面等离子体激元的发现及太赫兹器件的研究进一步促进了石墨烯基光电器件的蓬勃发展。
综述重点总结近年来石墨烯在超快脉冲激光器、光调制器、光探测器以及表面等离子体领域的应用研究进展，并进一步分析目前所面临的主要问题、挑战及其发展趋势。
%Graphene has very significant optical and electronic properties, which attract enormous attention. As a unique two-di-mensional crystal with one atom thickness, it has high electron and thermal conductivities in addition to ? exibility, robustness and impermeability to gases. Its ultra-broad band optical response and excellent non-linear optical properties make it a wonderful material for developing next generation photonic and optoelectronic devices. The fabrication of graphene-based devices is compatible with the existing semiconductor process, which has stimulated lots of graphene-based hybrid silicon-CMOS ( Complementary metal-oxide-semiconductor transistor) applications. Here we review the latest progress in graphene-based photonic and optoelectronic devices, ranging from pulsed lasers, modulators and photodetectors to optical sensors. Other exciting topicssuch as graphene surface plas-mons and their terahertz applications are also discussed.【期刊名称】《新型炭材料》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】28页(P329-356)【关键词】石墨烯;脉冲激光器;光调制器;光探测器;表面等离子体;太赫兹【作者】李绍娟;甘胜;沐浩然;徐庆阳;乔虹;李鹏飞;薛运周;鲍桥梁【作者单位】苏州大学功能纳米与软物质研究院，苏州纳米科技协同创新中心，江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室，江苏苏州 215123;苏州大学功能纳米与软物质研究院，苏州纳米科技协同创新中心，江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室，江苏苏州 215123;苏州大学功能纳米与软物质研究院，苏州纳米科技协同创新中心，江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室，江苏苏州 215123;苏州大学功能纳米与软物质研究院，苏州纳米科技协同创新中心，江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室，江苏苏州 215123;苏州大学功能纳米与软物质研究院，苏州纳米科技协同创新中心，江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室，江苏苏州 215123;苏州大学功能纳米与软物质研究院，苏州纳米科技协同创新中心，江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室，江苏苏州 215123;苏州大学功能纳米与软物质研究院，苏州纳米科技协同创新中心，江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室，江苏苏州215123;苏州大学功能纳米与软物质研究院，苏州纳米科技协同创新中心，江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室，江苏苏州 215123【正文语种】中文【中图分类】TM9101 前言硅基光电子技术曾被寄希望于能够实现未来的超高速宽带数据通讯，然而，由于硅基器件目前面临着难以进一步微型化、集约化等问题，从而阻碍了其在高速、宽带数据计算和传输领域的应用。
量子材料在光电器件中的应用案例
量子材料在光电器件中的应用案例近年来，量子材料作为新兴材料的代表，受到了科学家们的广泛关注。
其具有特殊的电子结构和光学性质，使得它们在光电器件的应用领域具有巨大的潜力。
本文将重点介绍几个量子材料在光电器件中的应用案例。
首先，量子点是一种纳米级的半导体材料，它的粒径通常在1到10纳米范围内。
量子点的最大特点是它的带隙能够通过调节粒径的大小而发生变化。
这使得量子点在光电器件中有着广泛的应用。
其中一个典型的例子是在太阳能电池中的应用。
通过将量子点散布在电池的吸收层中，可以提高太阳能电池的吸收效率，从而提高其转换效率。
此外，由于量子点具有高光子捕获截面，还可以将量子点用作光敏材料，用于制作光电转换器件。
其次，石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维薄片材料。
石墨烯的特殊电子结构使得它在光电器件中应用广泛。
典型的案例是在光电检测器件中的应用。
石墨烯具有极高的载流子迁移率和宽波长吸收范围，使得它可以作为高性能的光电探测器的敏感层。
此外，石墨烯还可以用于制作柔性显示器件。
将石墨烯与其他材料复合，可以制备出柔性的透明电极，从而实现柔性显示器的制作。
石墨烯在光电器件中的应用还在不断拓展，未来有望引发更多的技术突破。
另外，拓扑绝缘体是一种新型的量子材料，具有特殊的电子结构和自旋守恒的性质。
在光电器件中，拓扑绝缘体具有与常规半导体不同的导电特性，因此可以用于制作高效率的自旋电子器件。
一个典型的应用案例是自旋谷态激光器。
通过在拓扑绝缘体中引入电场或光场的调控, 可以在谷间室温下实现高度平面偏振的连续激光输出。
这是一种非常有潜力的器件，有望在信息传输和计算领域获得重大突破。
最后，量子级纳米线是一种具有优异的电子输运性能和量子限域效应的材料。
它在光电器件中有着广泛的应用。
一个典型的案例是量子级纳米线激光器。
由于量子级纳米线的高缺陷密度和强限域效应，可以实现低阈值和高增益的激光输出。
此外，量子级纳米线还可以用于制作高灵敏度的光电探测器和热电器件。
石墨烯在柔性光电子器件中的应用研究
石墨烯在柔性光电子器件中的应用研究石墨烯是一种具有独特性质的二维材料，其具有极高的电子迁移率和热导率，以及出色的柔韧性。
这使得石墨烯在柔性光电子器件中具有巨大的应用潜力。
本文将探讨石墨烯在柔性光电子器件中的应用研究。
柔性光电子器件是一种能够在弯曲、拉伸等变形条件下工作的电子设备。
其常见应用包括可穿戴设备、柔性显示屏和可折叠电子产品等。
然而，由于传统材料的限制，柔性光电子器件的性能和稳定性一直存在局限。
而石墨烯作为一种新型材料，其独特的性质使其成为了改善柔性光电子器件性能的理想候选。
首先，石墨烯的高电子迁移率使其成为柔性光电子器件中的理想导电材料。
电子迁移率是材料中电荷传输速度的度量，石墨烯的电子迁移率达到数千cm²/Vs，远高于传统的金属和半导体材料。
这意味着石墨烯能够在柔性器件中实现更高的电子流动效率和更快的响应速度。
比如，石墨烯可以被用作柔性触摸传感器的电极材料，提供更高的灵敏度和更精确的触控体验。
其次，石墨烯的独特光电性质使其成为柔性光电子器件中的重要元素。
石墨烯可以吸收宽波长的光谱，其光学吸收性能在可见光和红外线范围内尤为显著。
这为石墨烯在光电子器件中的应用提供了广阔的可能性。
例如，石墨烯可以用于制造高灵敏度的柔性光传感器，可以用于检测光强度的变化，并将其转化为电信号。
此外，石墨烯还可以用于制造柔性光电二极管和太阳能电池等光电子器件，以进一步提高能量转换效率和器件的可靠性。
此外，石墨烯的出色柔韧性也为柔性光电子器件的制造提供了便利。
由于石墨烯是一种极薄的材料，其在弯曲和变形时能够保持较好的稳定性和导电性能。
这使得石墨烯可以被用作柔性电极材料，例如可穿戴设备和可弯曲显示屏中的电极。
同时，石墨烯的柔韧性还使得光电子器件更容易与人体曲线相匹配，提供更舒适和自然的穿戴体验。
然而，目前石墨烯在柔性光电子器件中的商业应用还面临一些挑战。
首先，石墨烯的大规模制备是一个关键问题。
目前，石墨烯的制备大多以机械剥离法为主，但这种方法成本高昂且效率低下。
基于石墨烯薄膜材料的肖特基结光伏器件研究进展
基于石墨烯薄膜材料的肖特基结光伏器件研究进展贾树明;魏大鹏;焦天鹏;汪岳峰【摘要】Schottky Junction solar cell has attracted more and more attention ,because of its simple structure , easinessof preparation and low cost .Graphene ,with the property of excellent physicalperformance ,abundant natural resources and low preparation cost ,has become a candidate to replace the traditional IT O for the Schott‐ky Junction solar cell .In this paper ,we reviewed the progress of Schottky Junction solar cells based on gra‐phene ,and discuss the problems in the practical applications .It provides a powerful tool to research potential applications of graphene in Schottky Junction solar cells in future .%肖特基结太阳能电池因其结构简单、制备方便、成本低廉而受到广泛关注。
石墨烯材料具有优异的物理性能以及原料来源丰富、制备成本低，可替代传统的IT O 用于制备基于石墨烯的肖特基结太阳能电池。
综述了现阶段基于石墨烯肖特基结太阳能电池的研究进展，探讨和分析了不同类型石墨烯肖特基结太阳能电池的性能以及在应用中存在的问题，为后续开展石墨烯肖特基结太阳能电池的研究与应用提供借鉴。
基于石墨烯的柔性电子材料研究
基于石墨烯的柔性电子材料研究哎呀，说起石墨烯，这可真是个神奇的东西！就拿我前段时间参加的一个科技展来说吧，在那里我第一次真正见识到了基于石墨烯的柔性电子材料的魅力。
当时我在展馆里闲逛，突然被一个展台吸引住了目光。
展台上摆放着各种形状奇特、薄如蝉翼的电子器件，工作人员热情地向我介绍，这些都是用石墨烯为基础制作的柔性电子材料。
我好奇地拿起一个像是手环一样的东西，它软软的，能随意弯曲，而且屏幕显示清晰，反应灵敏。
我不禁感叹，这玩意儿太酷了！咱们言归正传，聊聊这基于石墨烯的柔性电子材料。
首先，你知道石墨烯是啥吗？它就像是一个超级英雄，有着超强的本领。
石墨烯是一种由碳原子组成的只有一个原子层厚度的二维材料，它的强度非常高，导电性和导热性那也是一流的。
把它用在柔性电子材料里，那效果简直绝了。
想象一下，如果我们的手机屏幕可以像纸一样随意折叠，塞进口袋里一点不占地方，想用的时候展开就行，那得多方便啊！这就是石墨烯柔性电子材料带来的可能性。
而且不仅仅是手机，以后的电脑、电视，甚至是我们穿的衣服、戴的眼镜，都有可能用上这种神奇的材料。
比如说，用石墨烯制造的柔性传感器，可以像创可贴一样贴在我们的皮肤上，实时监测我们的健康状况。
它能感知我们的心跳、血压、体温等各种生理指标，然后把数据传输到手机上，让我们随时随地了解自己的身体状况。
这对于那些有慢性疾病或者需要经常监测身体的人来说，简直是福音。
再比如说，石墨烯柔性电子材料还能用于制造可穿戴的智能设备。
像那种能根据环境自动调节温度的衣服，或者能显示信息的智能手套，是不是听起来就很科幻？但有了石墨烯，这些都不再是遥不可及的梦想。
不过，要实现这些美好的愿景，可不是一件容易的事儿。
虽然石墨烯有着种种优点，但要把它变成实用的柔性电子材料，还面临着很多挑战。
就拿制备工艺来说吧，要想得到高质量的石墨烯薄膜，可不是随便搞搞就行的。
得需要非常精细的操作和先进的设备。
而且，石墨烯在与其他材料结合的时候，也会出现一些兼容性的问题。
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基于石墨烯负光电导弛豫的柔性光突触器件
基于石墨烯负光电导弛豫的柔性光突触器件
近年来，随着人工智能和神经科学的快速发展，人们对于模拟神经元和突触的研究越来越深入。
柔性光电子器件作为一种理想的神经网络构建方式，日益受到关注。
其中，基于石墨烯负光电导弛豫的柔性光突触器件因其出色的性能和潜在的应用前景备受瞩目。
首先，我们来介绍一下石墨烯。
石墨烯是由一个碳原子层级排列形成的二维结构，具有极高的电导率和热传导率。
它的出现给光电子器件的发展带来了新的可能性。
在石墨烯表面引入缺陷可以改变其光电特性，使其具有负光电导效应。
柔性光突触器件是一种模拟神经系统的重要组成部分，能够模拟人类神经元之间的突触连接关系。
它通过光电效应来实现突触的功能，在光信号的作用下改变器件的电导率，从而实现突触的增强和抑制效果。
传统的光突触器件主要采用有机半导体材料或无机材料作为活性层，但由于其制备工艺复杂且成本较高，限制了其进一步的应用。
而基于石墨烯负光电导弛豫的柔性光突触器件正是针对这些问题提出的解决方案。
基于石墨烯负光电导弛豫的柔性光突触器件具有以下几个优点。
首先，石墨烯材料的高导电性和热传导性使得器件具有较高的工作效率和持久稳定性。
其次，通过引入缺陷，可以使石墨烯具有负光电导效应，从而实现突触增强和抑制的功能。
再者，柔性基底可以使器件具有良好的可塑性和可弯曲性，适应多种弯曲形状的需求。
此外，基于石墨烯负光电导弛豫的柔性光突触器件具有制备工艺简单、成本较低等优点，有望在大规模生产中实现商业化应用。
不过，目前基于石墨烯负光电导弛豫的柔性光突触器件仍面临一些挑战。
首先，石墨烯材料的制备和加工技术仍需要进一步提高，以提高器件性能的一致性和稳定性。
其次，突触增强和抑制的精确控制仍需要更加精细的器件结构和调控方法。
再者，基于石墨烯的柔性光突触器件的可靠性和长期稳定性也需要进一步研究。
综上所述，基于石墨烯负光电导弛豫的柔性光突触器件是一种具有潜在应用前景的新型器件。
它不仅具有高导电性和热传导性，还能通过引入缺陷实现突触的增强和抑制功能。
随着石墨烯制备和加工技术的进一步发展，相信这种新型器件将在神经网络模拟、人工智能等领域发挥出重要作用
总之，基于石墨烯负光电导弛豫的柔性光突触器件具有高效率、稳定性、可塑性和成本低等优点。
然而，仍需要解决石墨烯制备和加工技术的提高、突触控制的精确性和器件的可靠性等挑战。
随着相关技术的进一步研究和发展，相信这种新型器件将在神经网络模拟、人工智能等领域有广泛的应用前景。