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掺杂对若干类石墨烯材料纳米片电子结构的调制
材料科学中，石墨烯一直是一个受关注的热点领域，其具有极强的机械强度、导电性、热传导性等优异性能。最近几年，多个研究小组已经成功掺杂并改变了石墨烯材料的电子性质。这主要是通过氧、杂原子及其他掺杂物和杂化、钻石结构等多种方法掺杂调制，促使原本具有半导体性质的石墨烯材料变得导电或反转。这些改变使石墨烯材料在各种微电子领域中的潜在应用增加了很多。本文主要介绍几种方法如氧化掺杂、杂原子掺杂、化学还原掺杂等，来调制若干种石墨烯材料的电子结构。
氧化掺杂方法
石墨烯受到氧化掺杂可以改变其导电性质。石墨烯被氧化后可以直接在氧原子的共价键和石墨烯中的碳原子之间形成新的化学键。该氧原子可以形成带有局部电荷的氧化物基团，改变石墨烯的元素成分，从而影响了石墨烯纳米片的边缘状态密度和其能带结构。通过氧化还原反应使氧化石墨烯得以还原也被证明能增强已经掺入的诸如半金属金属和非金属的石墨烯的导电性能。
杂原子掺杂方法
杂原子包括氮、硼、硅等非碳原子。杂原子的掺杂可以填补石墨烯的缺陷，并且使得能带结构通过杂化来得到调制。应用杂原子掺杂可以达到调控石墨烯电子结构的目的。杂原子掺杂能够引起约15％的碳原子缺陷，同时能够增加$sp_{2}$键和$sp_{3}$键的数目进而出现新的电子结构。
化学还原掺杂方法
石墨烯结构中的氧化物在氢气或硫化氢的存在下可以被还原，促进石墨烯材料的导电性质变强。这种方法适用于像石墨烯氧化物这样的半导体材料。这种方法会改变石墨烯材料表面的化学结构从而达到调控石墨烯结构中的热电性能的目的。这种方法可以通过调节还原时间来调控这些性能。主要的影响是调整石墨烯中的导电性质以优化其应用。
总之，这些方法能够调制若干类不同类型的石墨烯纳米片的电子结构。其中，氧化掺杂方法、杂原子掺杂方法和化学还原掺杂方法是最常见和最成功的方法。这些方法将有助于进一步研究和优化石墨烯纳米片的电子性质，扩大其研究用途。这些方法还可以为下一代的电子器件提供更高的创新性和多样性。