文档介绍：石墨烯的结构,制备及性能石墨烯的结构,制备及性能制作:刘青讲解:刘青引言诺贝尔物理学奖 2004 年,英国曼彻斯特大学的安德烈·K·海姆(Andre K. Geim) 等制备出了石墨烯。海姆和他的同事偶然中发现了一种简单易行的新途径。他们强行将石墨分离成较小的碎片,从碎片中剥离出较薄的石墨薄片,然后用一种特殊的塑料胶带粘住薄片的两侧,撕开胶带,薄片也随之一分为二。不断重复这一过程,就可以得到越来越薄的石墨薄片,而其中部分样品仅由一层碳原子构成——他们制得了石墨烯。斯德哥尔摩 2010 年 10 月5日电瑞典皇家科学院 5日宣布,将 2010 年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈-海姆和康斯坦丁-诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。?石墨烯的结构?石墨烯的制备方法?石墨烯的性能及表征?石墨烯的应用前景石墨烯的结构?石墨烯即石墨的单层结构。石墨为层状结构,而石墨烯就是其中的一层,碳原子呈规则六边形排列,以 C=C 键连接故称石墨烯。?石墨烯极为致密,即使原子尺寸最小的氦气也无法穿透。微观尺度上,单片石墨烯厚度为 纳米, 20 万片石墨烯叠加才可以与一丝人体头发相比。因此它被认为是一种新型二维材料石墨烯的制备方法石墨烯的合成方法主要有两种: 机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热 SiC 的方法;化学方法是化学分散法。?微机械分离法最普通的是微机械分离法,直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。 2004 年 Novoselovt 等用这种方法制备出了单层石墨烯,并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦,体相石墨的表面会产生絮片状的晶体,在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。但缺点是此法是利用摩擦石墨表面获得的薄片来筛选出单层的石墨烯薄片,其尺寸不易控制, 无法可靠地制造长度足供应用的石墨薄片样本。?然而本次获奖的两位科学家就是借助普通胶带和铅笔芯利用此方法反复剥离而制得单层石墨烯的。可想而知这需要多么大的耐心和时间,两位科学家的精神值得我们学****取向附生法—晶膜生长取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯,首先让碳原子在 1 1 5 0 ℃下渗入钌,然后冷却,冷却到 850 ℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,镜片形状的单层的碳原子“孤岛”布满了整个基质表面,最终它们可长成完整的一层石墨烯。 但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。另外 Peter 等使用的基质是稀有金属钌。?加热 SiC 法 该法是通过加热单晶 6H-SiC 脱除 Si,在单晶(0001) 面上分解出石墨烯片层。具体过程是:将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热,除去氧化物。用俄歇电子能谱确定表面的氧化物完全被移除后,将样品加热使之温度升高至 1250~1450 ℃后恒温 1min~20min ,从而形成极薄的石墨层。这是一种非常新颖、对实现石墨烯的实际应用非常重要的制备方法。