成果简介
氮掺杂的石墨烯（N-石墨烯）具有改变二次电子发射性能的能力。为此，开发了一种新颖的微波等离子可扩展路径，用于连续和可控地制造独立的N-石墨烯片。通过调整高能量密度等离子体环境，以规定的结构质量生产高质量的N-石墨烯，速率为0.5 mg / min。达到最高8％的氮掺杂水平，同时将氧含量保持在残余量（〜1％）。在大气条件下，使用乙醇/甲烷和氨/甲胺作为碳和氮的前体，只需一步即可完成合成。掺杂的类型和水平受等离子体环境中注入N前体的位置以及所用前驱体类型的影响。重要的是，主要掺入吡啶/吡咯*能官**团中的N原子改变了石墨烯的集体电子振荡（即等离激元）的性能。首次证明，电子结构变化与N掺杂引起的石墨烯π-等离子体激元减少之间的协同效应，以及独特的“皱缩”形态，导致亚单位（<1）的二次电子产量。N-石墨烯可以被认为是预期的低二次电子发射和等离激元材料。
图文导读
图1、等离子体反应器（a）的示意图；等离子输送N-石墨烯片（流动片为黄色）（b）；合成了1克N-石墨烯粉末（c）。
图2、合成后的N-石墨烯片的SEM图像（×40 000）（a） 自上而下的氨前体（Q Ar = 1,200，Q Eth = 35 sccm，Q Am = 50 sccm）；（b） 自顶向下方案的甲胺前体（Q Ar = 1,200 sccm，Q Eth = 35 sccm，Q Meth = 3 sccm）；（c，d）具有氨前体的N-石墨烯片的HRTEM图像；（表示（例如1L等）层的数量）。
图3、（a）N石墨烯片的SEM图像（×40,000）和（b）在三个随机选择的位置（Q Ar = 1,200 sccm，P = 2 kW，Q CH4 = 20 sccm，Q Meth = 6 sccm ）获得的相应拉曼光谱），按自上而下的方式进行。
图4、（a）调查XPS频谱；（b）C1s地区；（c）N1s区域，（d）O1s区域，由甲胺（Q Ar = 1,200 sccm，Q CH4 = 20 sccm，Q Meth = 6 sccm）合成，采用自顶向下的方案
图5、片剂横截面的SEM图（a）显示了N-石墨烯薄片的面内排列，（b）放大倍率更高的图像清晰可见（顶部）无序N-石墨烯片；（c）N-石墨烯电导率与温度的关系。
小结
本文，可以利用N-石墨烯，尤其是具有主要吡啶/吡咯键构型的N-石墨烯来降低碳材料的SEE。采用一种新的等离子体基方法，在石墨烯片组装和生长过程中，在反应器的“温和”等离子体区实现石墨烯片的原位掺杂。通过调节在等离子体环境中注入N前体的位置和氮前体的流动，可以实现对掺杂类型和水平的控制。
结果表明，等离子体合成的N-石墨烯可以被认为是预期的 低二 次电子发射材料。在改善等离激元材料的性能和启发创新解决方案方面，已证明的调节石墨烯等离激元行为的可能性特别重要。
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