石墨烯

石墨烯是由单层碳原子组成的二维碳材料，具有零带隙属性和可调控的电学特性，在电磁吸波领域具有广泛的应用前景。

开发有效调控石墨烯电导损耗和极化损耗的策略已成为拓宽石墨烯在电磁波吸收领域应用的关键。

合理地设计异质原子掺杂策略是打开石墨烯带隙的重要手段，而异质原子的类型、位置和密度可以显著调节石墨烯的电学特性和介电损耗机制。

哈尔滨工业大学黄小萧等人首次采用N配位原子辅助策略，在还原氧化石墨烯中嵌入一系列单金属原子M-N₄(M=Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Cd和Sn)，制备了金属氮掺杂还原氧化石墨烯材料(M-N-RGO)。

金属内部有大量自由电子，对石墨烯进行掺杂是改变石墨烯费米能级和增加载流子浓度的有效方法。

其次，原子的引入导致石墨烯的结构扭曲，增加其固有缺陷，导致缺陷诱导极化和界面极化。

异质原子的引入使石墨烯片层结构扭曲，增加了其固有缺陷，导致缺陷诱导极化和界面极化。

第三，由于轨道杂化产生电荷转移，使得石墨烯的电导率增强，因此表面电流分布呈现增加的趋势。

与d-p轨道杂化强的相互作用相比，M-N(Zn、Nb、Cd和Sn)在石墨烯的费米能级上主要表现出弱相互作用的s-p轨道杂化，低强度的电荷转移导致电导损耗和极化损耗减弱。

本研究证实了M-N掺杂对石墨烯介电性能的调控作用，为进一步研究其损耗机理提供了重要依据。

其中，由于M-N电子转移，与Fe同周期原子的掺杂进一步增强了石墨烯的导电性，而掺杂第五周期元素的电学性能则相反。