undefined

Nano-FTIR identification of Functionalization in Two-Photon Oxidized Graphene

Julkaisuvuosi

2025

Tekijät

Das Gour, Mohan; Hulkko, Eero; Emelianov, Aleksei; Santiveri, Marc Garriga; Myllyperkiö, Pasi; Johansson, Andreas; Pettersson, Mika

Abstrakti:

Graphene oxide (GO) plays an important role in next-generation electronic, photonic, and sensing technologies due to its tunable chemical functionality and unique electronic properties. However, characterizing the spatial and chemical heterogeneity of GO at the nanoscale remains a persistent challenge, due to the limitations of conventional spectroscopy in resolving localized functional groups. This is especially true for GO modified by femtosecond laser-induced two-photon oxidation (TPO), which creates spatially confined chemical environments that bulk techniques struggle to resolve. Herein, we employ Fourier transform infrared nanospectroscopy (nano-FTIR) to achieve highly localized, nanoscale chemical characterization of two-photon produced GO. Using tip-enhanced spectroscopy, we resolve the vibrational fingerprints of key functional groups with sub-diffraction spatial resolution. Nano-FTIR analysis reveals that epoxide groups dominate the oxidation, with a strong vibrational feature consistently appearing near 1225 cm-1. Laser writing parameters are systematically varied to understand dose-dependent oxidation behavior. The resulting chemical contrasts are validated by Raman spectroscopy, AFM topography, and comparison with commercial GO. Our findings demonstrate that nano-FTIR not only maps chemical heterogeneity with unprecedented precision but also reveals nonlinear oxidation dynamics. This work highlights the utility of nano-FTIR as a powerful non-destructive tool for spatially resolved chemical analysis of laser-induced graphene or other 2D-materials.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Emelianov Aleksei

Johansson Andreas Orcid -palvelun logo

Hulkko Eero

Das Gour

Pettersson Mika Orcid -palvelun logo

Myllyperkiö Pasi Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Lehti/Sarja

Carbon

Kustantaja

Elsevier

Volyymi

245

Artikkelinumero

120851

Julkaisu­foorumi

53115

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Fysiikka; Kemia

Avainsanat

[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdistynyt kuningaskunta

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.carbon.2025.120851

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä