文 献 综 述

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。基本结构为每个碳原子sp² 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σ键，剩余的1个P电子垂直于石墨烯的表面，与周围的原子形成π键^[1]，石墨烯是目前世界上发现最薄的材料。原子组成六边形呈蜂窝状排列^[2]，具有较好的电学和力学能力，又有突出的导热性，高度的透光性以及超常的比表面积，使其成为未来纳米电子器件和纳米电路的理想材料

1 石墨烯的发展

石墨烯最早出现在实验室中是在2004年，在这之前石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，当时，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈#183;杰姆和克斯特亚#183;诺沃消洛夫^[3]发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。这方法就是透明胶带法，他们从石墨中剥离出石墨片，然后把薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。在这之后，出现各种制备石墨烯的新方法，经过多年发展，石墨烯很快能进入工业化生产。

2 石墨烯的制备

石墨烯的制备方法有很多，例：加热SiC基底外延生长法^[4]、微机械剥离法^[3]、金属薄膜沉积法、化学分散法、化学气相沉积法^[5~7]、GICs插层法以及氧化还原法^[8~9]。

2.1微机械剥离法

2004年，Geim等首次用微机械剥离法，成功地从高定向热裂解石墨(highly oriented pyrolytic graphite)上剥离并观测到单层石墨烯。Geim研究组利用这一方法成功制备了准二维石墨烯并观测到其形貌，揭示了石墨烯二维晶体结构存在的原因。微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯，但存在产率低和成本高的不足，不满足工业化和规模化生产要求，只能作为实验室小规模制备。

2.2化学气相沉积法（CVD）

化学气相沉积法（CVD）是指反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在衬底或催化剂表面，进而制得固体材料的方法。有研究者改进了CVD法，称为微波等离子CVD（MPCVD），即在CVD法制备石墨烯过程中，使用一定功率和频率的微波产生等离子体，MPCVD的最大优点就是实现了石墨烯的低温制备，最低温度可达450℃。