石墨烯的熱化學修飾、圖案化及拉曼表征.pdf

1、石墨烯作為人類能夠制造的唯一一種單原子層二維納米材料，在電學、光學、力學、熱學、生物學等諸多方面表現(xiàn)出優(yōu)異性質。完美的石墨烯由于其導帶和價帶在Dirac點接觸，呈現(xiàn)金屬性，對其應用造成了很大限制。因此，打開石墨烯帶隙將其轉變?yōu)榘雽w而且盡量保持其物理、化學性質，成為一個眾多研究者關注的熱點。在本論文中，我們基于熱化學反應對化學氣相沉積沉積制備的單層石墨烯進行了共價化學修飾，并進一步結合微接觸印刷技術實現(xiàn)了石墨烯的圖案化修飾。
　　

2、首先，采用低壓化學氣相沉積系統(tǒng)在銅箔上生長得到了大面積、高質量單層石墨烯。通過上百次的生長條件摸索，發(fā)現(xiàn)CH4（碳源）和H2（載氣）比例對生長結果有著非常大的影響，CH4和H2比值太小無法得到大面積石墨烯，太大則石墨烯質量下降，甚至得到雙層石墨烯。同時，生長溫度會顯著影響石墨烯的質量，生長溫度越高，得到石墨烯質量越好。
　　然后，利用納米轉移技術將石墨烯轉移到硅片上，對其進行了化學修飾，并用拉曼光譜進行了表征。我們利用加熱激發(fā)過氧

3、化苯甲酰（BPO）和石墨烯的反應，安全、經(jīng)濟地對石墨烯進行了大面積修飾。研究了熱化學反應對溫度的依賴性，發(fā)現(xiàn)反應最低溫度為75℃，85℃以上反應不均勻。測試了熱化學反應的時間曲線，表明反應分兩個階段：第一階段，D*峰半峰寬、G峰半峰寬增大，ID/IG和ID*/IG增大，2D峰強度下降，D*峰、2D峰藍移增大，證明石墨烯中缺陷較少且逐漸增多；第二階段D*峰半峰寬、ID/IG、I D*/IG曲線下降，證明石墨烯中缺陷較多且逐漸增多，但G峰半