石墨烯的表征.pptx

石墨烯的表征方法介绍

陈丁丁

电子科学与工程学院

NJU

2015.3.6

石墨烯的表征方法类型

为了研究石墨烯的层数和结构，现在主要

有以下表征方法，光学显微镜法，扫描电

子显微镜法（）透射电子显微镜法

（），原子力显微镜法（），拉

曼光谱（SE）M，红外光谱（），射

线T光E电M子能谱（），和紫外AF可M见光谱

（）Ra。manIRX

XPS-



UV-Vis

石墨烯的具体表征方法介绍

石墨烯的表征主要分为图像类和图谱类，图像类以

光学显微镜、透射电镜（）、扫描电子显微镜

（）和原子力显微分析（）为主，而图谱

类则以拉曼光谱（）TE、M红外光谱（）、Ｘ

射S线E光M电子能谱（）和紫外AF光M谱（）为代表。

其中，、、Raman、和光学I显R微镜一

般用来判断石墨烯的XP层S数，而、和UV则可对

石墨烯的TE结M构S进E行M表R征am，a用n来A监F控M石墨烯的合成过

程。IRXPSUV

光学显微镜法和扫描电镜法

光学显微镜法扫描电镜法

光学显微镜是快速简便表征石墨烯也可以用来表征石墨烯形貌，

层数的一种有效方法。采用涂有氧这是因为图像的颜色和表面褶

化物的硅片作为衬底，调整硅的厚

度到，在一定波长光波的照皱SE可M以大致反映出石墨烯的层数。

射下，可以利用衬底和石墨烯的反单层石墨烯SE在M下是有着一定厚

射光3光0强0n的m不同所造成的颜色和对度褶皱的不平整面，为了降低其表

比度差异来分辨层数。这是由于单面能，单层石墨SE烯M形貌会由二维向

层石墨层和衬底对光线产生一定的

干涉，有一定的对比度，因而在光三维转变，所以单层石墨烯的表面

学显微镜下可以分辨出单层石墨烯。褶皱明显大于双层石墨烯，并且随

此外，用于观察的衬底也可以选用着石墨烯层数的增多，褶皱程度越

其它材料，如、和来越小。这样可以认为在图像中颜

等，所得的石墨烯和衬底背

景颜色的光对比度也可以通过许多色较深的位置石墨层数较多，颜色

Si3N4Al2O3较浅的位置石墨层数相对较少

P图M像M处A理的方法来达到准确分辨的

目的。

.

光学显微镜法是表征单层和多层石墨烯最直接的方法，但是并不能精确分

辨石墨烯的层数，也只能大致判断石墨烯的层数

SEM

透射电子显微镜法

随着溶胶法制备石墨烯膜的出现，以及无支撑石墨烯膜器

件特性的改善，近来成为了悬浮状石墨烯结构表征的

有利工具。采用透射电镜，可以借助石墨烯边缘或褶皱处

的电子显微像来T估E计M石墨烯片的层数和尺寸，这种方式虽

然简便快速，但是只能用来估算，无法对石墨烯的层数给

予精确判断。若结合电子衍射（）则可对石墨烯的层数

做出比较准确的判断。利用透射电镜中的电子衍射可以判

断石墨烯的层数。当改变电子束E入D射方向时，单层石墨烯

的各个衍射斑点的强