石墨烯可與多種傳統(tǒng)半導體材料形成異質(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[71]。相比于光電流響應，它不會因產(chǎn)生焦耳熱而產(chǎn)生損耗?；诨瘜W氣象沉積法（CVD）生長的石墨烯光電探測器有很多其獨特的優(yōu)點。首先有極高的光伏響應，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。氧化石墨是由牛津大學的化學家本杰明·C·布羅迪在1859年用氯酸鉀和濃硝酸混合溶液處理石墨的方法制得。常規(guī)氧化石墨增強

GO/RGO在光纖傳感領域會有越來越多的應用，其基本的原理是利用石墨烯及氧化石墨烯的淬滅特性、分子吸附特性以及對金屬納米結(jié)構(gòu)的惰性保護作用等，通過吸收光纖芯層穿透的倏逝波改變光纖折射率或者基于表面等離子體共振（SPR）效應影響折射率。GO/RGO可以在光纖的側(cè)面、端面對光進行吸收或者反射，而為了增加光與GO/RGO層的相互作用，采用了不同光纖幾何彎曲形狀，如直型、U型、錐型和雙錐型等。有鉑納米顆粒修飾比沒有鉑納米顆粒修飾的氧化石墨烯薄膜光纖傳感器靈敏度高三倍，為多種氣體的檢測提供了一個理想的平臺。常州制備氧化石墨氧化石墨烯（GO）的比表面積很大，厚度小。

比較成熟的非線性材料有半導體可飽和吸收鏡和碳納米管可飽和吸收體。但是制作半導體可飽和吸收鏡需要相對復雜和昂貴的超凈制造系統(tǒng)，這類器件的典型恢復時間約為幾個納秒，且半導體可飽和吸收鏡的光損傷閥值很低，常用的半導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、超快恢復時間、寬帶寬和價格便宜等優(yōu)點的飽和吸收材料。

氧化石墨烯（GO）表面有羥基、羧基、環(huán)氧基、羰基等親水性的活性基團，且片層間距較大，使得氧化石墨烯具有超大比表面積和***的離子交換能力。GO的結(jié)構(gòu)與水通蛋白相類似，而蛋白質(zhì)本身具有優(yōu)異的離子識別功能，由此可推斷氧化石墨烯在分離、過濾及仿生離子傳輸?shù)阮I域可能具有潛在的應用價值1-3。GO經(jīng)過超聲可以穩(wěn)定地分散在水中，再通過傳統(tǒng)成膜方法如旋涂、滴涂和真空抽濾等處理后，GO微片可呈現(xiàn)肉眼可見的層狀薄膜堆疊，在薄膜的層與層之間形成具有選擇性的二維納米通道。除此之外，GO由于片層間存在較強的氫鍵，力學性能優(yōu)異，易脫離基底而**存在?；贕O薄膜制備方法簡單、成本低、高通透性和高選擇性等優(yōu)點，其在水凈化領域具有廣闊的應用空間。石墨烯微片的缺陷有時使其無法滿足某些復合材料在抗靜電或?qū)щ?、隔熱或?qū)岬确矫娴奶厥庖蟆?/p>

在GO還原成RGO的過程中，材料的導電性、禁帶特性和折射率都會發(fā)生連續(xù)變化，形成獨特而優(yōu)異的可調(diào)諧型新材料。2014年，澳大利亞微光子學中心賈寶華教授領導的科研小組***發(fā)現(xiàn)在用激光直寫氧化石墨烯薄膜形成微納米結(jié)構(gòu)的過程中，材料的非線性可以實現(xiàn)激光功率可控的動態(tài)調(diào)諧。與傳統(tǒng)的非線性材料相比，氧化石墨烯的三階非線性高出了整整1000倍，隨著氧化石墨烯中的氧成分逐漸減少，而非線性也呈現(xiàn)出被動態(tài)調(diào)諧的豐富變化。不但材料的非線性系數(shù)的大小產(chǎn)生改變，其非線性吸收和折射率也發(fā)生變化，并且，這種豐富的非線性特性完全可以實現(xiàn)動態(tài)操控。氧化石墨烯的表面官能團與水中的金屬離子反應形成復雜的絡合物。多層氧化石墨材料

氧化石墨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于合成它的方法。常規(guī)氧化石墨增強

GO作為新型的二維結(jié)構(gòu)的納米材料，具有疏水性中間片層與親水性邊緣結(jié)構(gòu)，特殊的結(jié)構(gòu)決定其優(yōu)異的***特性。GO的***活性主要有以下幾種機制：（1）機械破壞，包括物理穿刺或者切割；（2）氧化應激引發(fā)的細菌/膜物質(zhì)破壞；（3）包覆導致的跨膜運輸阻滯和（或）細菌生長阻遏；（4）磷脂分子抽提理論。GO作用于細菌膜表面的殺菌機制中，主要是GO與起始分子反應（MolecularInitiatingEvents，MIEs）[51]的作用（圖7.3），包括GO表面活性引發(fā)的磷脂過氧化，GO片層結(jié)構(gòu)對細菌膜的嵌入、包裹以及磷脂分子的提取，GO表面催化引發(fā)的活性自由基等。另外，GO的尺寸在上述不同的***機制中對***的影響也是不同的，機械破壞和磷脂分子抽提理論表明尺寸越大的GO，能表現(xiàn)出更好的***能力，而氧化應激理論則認為GO尺寸越小，其***效果越好。常規(guī)氧化石墨增強