石墨烯的制备、表征与特性研究进展.pdf

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1、石墨烯的制备、表征与特性研究进展／李兴鳌等·61·石墨烯的制备、表征与特性研究进展李兴鳌，王博琳，刘忠儒(1南京邮电大学材料科学与工程学院，南京210046；2南京邮电大学光电工程学院，南京210046)摘要石墨烯是最近几年才发现的碳材料的新成员，其完美的二维结构和许多奇特的性质，引起了科学家的极大兴趣。石墨烯的基础研究和应用研究成为当前前沿研究热点之一。引用近3年的国内外参考文献对石墨烯的制备方法(氧化还原法和化学气相沉积法)、转移方法(衬底腐蚀法)、表征方法(拉曼光谱、扫描电子显微镜和X射线衍射)、应用研究等进行了详尽的综述，并介绍了石墨烯研

2、究中所遇到的难题。最后，对石墨烯在其他领域的应用进行了展望，指出了石墨烯未来的研究方向。关键词石墨烯制备转移表征中图分类号：()484；0613文献标识码：AResearchProgressinPreparation，CharacterizationandPropertiesofGrapheneLIXing’ao，WANGBolin，LIUZhongru(1SchoolofMaterialsScienceandEngineering，NanjingUniversityofPostsandTelecomunications，Nanjing21004

3、6~2SchoolofOpto-ElectronicEngineering，NanjingUniversityofPostsandTelecomunications，Nanjing210046)AbstractGrapheneiSanewmemberofthecarbonmaterialdiscoveredrecently．Theperfecttwo-dimensiona1structureandmanypeculiarpropertiesofgraphenehaveattractedtremendousinterestofscientists．

4、Graphenefunda—mentalresearchandappliedresearchbecomeoneofthehotadvancedresearch．Thedomesticandinternationalrefere-ncesinrecentthreeyearsarereferred，thepreparationmethodsofgraphene(chemicalreductionofex．foliatedgrapheneoxideandchemicalvapordeposition)，thetransfermethods(corros

5、ionofthesubstrate)，characterizationmethods(ra—manspectra，scanningelectronmicroscopyandX-raydiffraction)andappliedresearcharereviewedindetail．Inaddi—tion，theproblemsencounteredinthestudyofgraphenearedescribed．Finally，thegrapheneapplicationsinotherareasandfutureworksisprospecte

6、d．Keywordsgraphene，preparation，transfer，characterization制备石墨烯的方法主要包括微机械剥离法【1]，氧化还原0引言法[15,16]，SiC外延生长法”和化学气相沉积(CVD)法3]石墨烯(Graphene)自从发现以来，以其神奇的的物理特等。性，引起了全世界科学家的极大兴趣。石墨烯为复式六角晶1石墨烯的制备格，基本结构为每个碳原子sp。轨道杂化形成3个共价键，分别与周围最邻近的3个碳原子形成3个键，剩余的1个P1．1超薄切片法电子垂直于石墨烯的表面，与周围的原子形成键。有限温研究表明，碳纤维

7、的高强度和高模量是基于稠芳环层面度下石墨烯可以自由存在，其厚度只有0．3354nm，是目前世分子沿纤维轴的择优取向，以及层面间高键能碳网长度。有界上发现最薄的材料L1]。石墨烯禁带宽度几乎为零_2]，固有学者提出了碳纤维的条带模型，条带模型的基本单元是sp载流子迁移率(1．5×10cm／(V·s))超过商用硅1O倍多，杂化的碳原子，由平均宽度为5~7nm、平均长度为几百纳米有望取代硅成为纳米电路的理想材料。石墨烯不仅有优异的带状结构组成。对高性能聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行的电学性能E3-53和完美的结构，其他方面也表现出奇特的性超薄切片可以制

8、备石墨烯。‘能，如突出的导热性[6]，高度的透光性-8]，超常的比表面对PAN基碳纤维表面进行处理，得到纯的碳纤维之后积[1。]等，这使