比較成熟的非線性材料有半導(dǎo)體可飽和吸收鏡和碳納米管可飽和吸收體,。但是制作半導(dǎo)體可飽和吸收鏡需要相對復(fù)雜和昂貴的超凈制造系統(tǒng),，這類器件的典型恢復(fù)時間約為幾個納秒,，且半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的光損傷閥值很低,，常用的半導(dǎo)體飽和吸收鏡吸收帶寬較窄,。碳納米管是一種直接帶隙材料,，帶隙大小由碳納米管直徑和屬性決定,。不同直徑碳納米管的混合可實(shí)現(xiàn)寬的非線性吸收帶,，覆蓋常用的1.0～1.6um激光増益發(fā)射波段,。但是由于碳納米管的管狀形態(tài)會產(chǎn)生很大的散射損耗，提高了鎖模閥值,，限制了激光輸出功率和效率,，所以，研究人員一直在尋找一種具有高光損傷閩值,、超快恢復(fù)時間,、寬帶寬和價格便宜等優(yōu)點(diǎn)的飽和吸收材料。氧化石墨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于合成它的方法,。官能化氧化石墨制造

氧化石墨烯（GO）的光學(xué)性質(zhì)與石墨烯有著很大差別,。石墨烯是零帶隙半導(dǎo)體，在可見光范圍內(nèi)的光吸收系數(shù)近乎常數(shù)（～2.3%）,；相比之下,，氧化石墨烯的光吸收系數(shù)要小一個數(shù)量級（～0.3%）[9][10]。而且,，氧化石墨烯的光吸收系數(shù)是波長的函數(shù),，其吸收曲線峰值在可見光與紫外光交界附近，隨著波長向近紅外一端移動,，吸收系數(shù)逐漸下降,。對紫外光的吸收（200-320nm）會表現(xiàn)出明顯的π-π*和n-π*躍遷，而且其強(qiáng)度會隨著含氧基團(tuán)的出現(xiàn)而增加[11],。氧化石墨烯（GO）的光響應(yīng)對其含氧基團(tuán)的數(shù)量十分敏感[12],。隨著含氧基團(tuán)的去除，氧化石墨烯（GO）在可見光波段的的光吸收率迅速上升,，**終達(dá)到2.3%這一石墨烯吸收率的上限,。改性氧化石墨型號修復(fù)石墨烯片層上的缺陷，可以提高石墨烯微片的碳含量和在導(dǎo)電,、導(dǎo)熱等方面的性能,。

GO膜在水處理中的分離機(jī)理尚存在諸多爭議,。一種觀點(diǎn)認(rèn)為通過尺寸篩分以及帶電的目標(biāo)分離物與納米孔之間的靜電排斥機(jī)理實(shí)現(xiàn)分離，如圖8.3所示,。氧化石墨烯膜的分離通道主要由兩部分構(gòu)成：1）氧化石墨烯分離膜中不規(guī)則褶皺結(jié)構(gòu)形成的半圓柱孔道,；2）氧化石墨烯分離膜片層之間的空隙。除此之外,，由氧化石墨烯結(jié)構(gòu)缺陷引起的納米孔道對于水分子的傳輸提供了額外的通道19-22,。Mi等23研究認(rèn)為干態(tài)下通過真空過濾制備的氧化石墨烯片層間隙的距離約為0.3nm。

石墨烯可與多種傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料形成異質(zhì)結(jié),，如硅[64][65][66],，鍺[67]，氧化鋅[68],，硫化鎘[69],、二硫化鉬[70]等。其中,，石墨烯/硅異質(zhì)結(jié)器件是目前研究**為***,、光電轉(zhuǎn)換效率比較高（AM1.5）的一類光電器件?；诠?石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測器（SGPD）,，獲得了極高的光伏響應(yīng)[71]。相比于光電流響應(yīng),，它不會因產(chǎn)生焦耳熱而產(chǎn)生損耗,。基于化學(xué)氣象沉積法（CVD）生長的石墨烯光電探測器有很多其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),。首先有極高的光伏響應(yīng),，其次有極小的等效噪聲功率可以探測極微弱的信號，常見的硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測器結(jié)構(gòu)如圖9.8所示,。氧化石墨烯（GO）的光學(xué)性質(zhì)與石墨烯有著很大差別,。

氧化石墨烯（GO）在很寬的光譜范圍內(nèi)具有光致發(fā)光性質(zhì)，同時也是高效的熒光淬滅劑,。氧化石墨烯（GO）具有特殊的光學(xué)性質(zhì)和多樣化的可修飾性,，為石墨烯在光學(xué)、光電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一個功能可調(diào)控的強(qiáng)大平臺[6],，其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用日趨***,。氧化石墨烯（GO）和還原氧化石墨烯（RGO）應(yīng)用于光電傳感，主要是作為電子給體或者電子受體材料,。作為電子給體材料時,，利用的是其在光的吸收、轉(zhuǎn)換,、發(fā)射等光學(xué)方面的特殊性質(zhì),，作為電子受體材料時,，利用的是其優(yōu)異的載流子遷移率等電學(xué)性質(zhì)。本書前面的內(nèi)容中對氧化石墨烯（GO）,、還原氧化石墨烯（RGO）的電學(xué)性質(zhì)已經(jīng)有了比較詳細(xì)的論述,，本章在介紹其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用之前，首先對相關(guān)的光學(xué)性質(zhì)部分進(jìn)行介紹,。通過調(diào)控氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)，降低氧化程度,，降低難分解的芳香族官能團(tuán),。烏蘭察布官能化氧化石墨

GO制備簡單、自身具有受還原程度調(diào)控的帶隙,，可以實(shí)現(xiàn)超寬譜（從可見至太赫茲波段）探測,。官能化氧化石墨制造

氧化石墨烯（GO）是一種兩親性材料，在生理?xiàng)l件中一般帶有負(fù)電荷,，通過對GO的修飾可以改變電荷的大小,，甚至使其帶上正電荷，如利用聚合物或樹枝狀大分子等聚陽離子試劑,。在細(xì)胞中,，GO可能會與疏水性的、帶正電荷或帶負(fù)電荷的物質(zhì)進(jìn)行相互作用,，如細(xì)胞膜,、蛋白質(zhì)和核酸等，因此會誘導(dǎo)GO產(chǎn)生毒性,。因此在本節(jié)中,，我們主要探討GO在細(xì)胞（即體外）和體內(nèi)試驗(yàn)中產(chǎn)生已知的毒性效應(yīng)，以及產(chǎn)生毒性的可能原因,。石墨烯材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要由三個參數(shù)決定：(a)層數(shù),、(b)橫向尺寸和(c)化學(xué)組成即碳氧比例）。官能化氧化石墨制造