MPCVD工艺参数对石墨烯性能影响的研究

实验采用MPCVD装置,以氢气和甲烷为主要气源,氮气和氩气为辅助气源在镍片上生长石墨烯薄膜,并对不同条件下制备样品进行拉曼光谱仪表征,通过拉曼光谱图中D峰和D′峰峰强来分析石墨烯缺陷含量;2D峰峰强和半高宽来分析薄膜层数。结果显示氮气等离子体离解率低,会增加成膜缺陷不利于成膜;氩气离解率较高,适量的氩气会减少缺陷含量提高膜层质量;较低功率会加速石墨的沉积,较高功率会增加sp3杂化的碳碳键的形成。     

简捷水热法制备氟化石墨烯及其表征

氟化石墨烯是一种石墨烯衍生物,在润滑材料、电子器件等领域具有广阔的应用前景。采用回流搅拌并水热还原的方法制备氟化石墨烯,并在不加HF的情况下以同样的方式制备了水热还原的还原氧化石墨烯(rGO)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等对样品进行形貌观测和表征。FTIR的结果表明氟化产物中含有C-F键和部分未完全还原的含氧基团;由XRD谱可以看出,产物晶型较差,其层间距和原料的性质有关;Raman谱证实了石墨烯的基本结构依然存在,但也存在大量缺陷,并且rGO比FGS的规整度略高;XPS谱表明样品表面有氟元素的存在,意味着FGS制备成功;TEM结果显示该样品为单层和少层。该方法操作简单、原料廉价易得、工艺要求不高,适用于批量生产氟化石墨烯。     

石墨烯晶畴尺寸的可控生长及其对材料电学性能的影响

采用化学气相沉积技术(CVD)在铜箔衬底上实现了石墨烯单晶畴的可控生长,并用两步生长法制备了不同单晶畴尺寸的多晶石墨烯连续膜。利用光学显微镜和拉曼光谱仪对石墨烯的形貌和结构进行了表征。通过对转移到SiO2衬底上石墨烯连续膜的霍尔测试发现,石墨烯晶畴尺寸变化对其连续膜的电学性能影响显著。石墨烯连续膜的晶畴尺寸越大,其方块电阻越小,载流子迁移率越高。     

基于拉曼光谱的石墨烯相关二维材料测量方法

石墨烯拉曼特征峰的峰位,常被用来定性表征层数、掺杂和堆垛方式等特性参量.因此,需要对其进行准确、可比的测量.介绍了石墨烯材料测试方法-拉曼光谱法国内比对的情况,简要说明了比对采用的标准物质及仪器校准方法.同时介绍了主导实验室数据处理和比对结果的评判原则,分析了比对中不确定度来源,并对不确定度进行了评定,分析了参比实验室...     

外电场下氧化石墨烯薄膜的微观摩擦行为

氧化石墨烯是一种准二维片层结构炭材料,具有独特的物理化学性能,其中摩擦性能的好坏对其构成的一些微／纳机电体系的稳定应用起着重要作用。为了研究外加电场作用对氧化石墨烯薄膜微观摩擦行为的影响,采用原子力显微镜,对针尖施加一定电压,测量其与氧化石墨烯薄膜表面的微观摩擦力大小,实验结果表明,针尖外加负电压时摩擦力不受影响,而正电压下摩擦力会明显上升,且随外加正电压值的增加而增大。同时结合针尖在外加电压时与氧化石墨烯薄膜表面的粘附力和静电力的测量,对外加电压的影响机制进行了探讨。     

石墨烯的表征方法

单层石墨烯的厚度为0.335nm,在垂直方向上有约1nm的起伏,且不同工艺制备的石墨烯层数和结构有所不同,如何有效地鉴定石墨烯的层数和结构是获得高质量石墨烯的关键步骤之一。介绍了光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等几种用来表征石墨烯的主要方法。     

WO3/Nb2O5掺杂对碲酸盐玻璃热学性质和拉曼光谱特性的影响

报道了钨碲酸盐玻璃系统TeO₂-ZnO-Na₂O-WO₃ 和钨铌碲酸盐玻璃系统TeO₂- ZnO-Na₂O-Nb₂O₅-WO₃抗析晶热稳定性和拉曼光谱特性. 实验研究了掺杂WO₃和Nb₂O₅对碲酸盐玻璃抗析晶热稳定性和拉曼光谱特性的影响, 并分析讨论了掺杂碲酸盐玻璃拉曼谱带展宽机制. 结果表明, 掺杂WO₃和Nb₂O₅较大地提高了碲酸盐玻璃的抗析晶热稳定性, 钨铌碲酸盐玻璃最大抗析晶热稳定性ΔT达154℃. 拉曼光谱研究表明,WO₃和Nb₂O₅的加入使碲酸盐玻璃在921和862cm^-1附近出现特征谱带, 导致拉曼光谱中高频移区从550cm^-1延伸扩展到950cm^-1, 从而有效地拓宽了碲酸盐玻璃的拉曼带宽, 钨铌碲酸盐玻璃最大拉曼光谱半高宽可达355cm^-1. 实验研究表明,钨铌碲酸盐玻璃是宽带拉曼光纤放大器的候选材料之一.     

WO3/Nb2O5掺杂对碲酸盐玻璃热学性质和拉曼光谱特性的影响

报道了钨碲酸盐玻璃系统TeO₂-ZnO-Na₂O-WO₃ 和钨铌碲酸盐玻璃系统TeO₂- ZnO-Na₂O-Nb₂O₅-WO₃抗析晶热稳定性和拉曼光谱特性. 实验研究了掺杂WO₃和Nb₂O₅对碲酸盐玻璃抗析晶热稳定性和拉曼光谱特性的影响, 并分析讨论了掺杂碲酸盐玻璃拉曼谱带展宽机制. 结果表明, 掺杂WO₃和Nb₂O₅较大地提高了碲酸盐玻璃的抗析晶热稳定性, 钨铌碲酸盐玻璃最大抗析晶热稳定性ΔT达154℃. 拉曼光谱研究表明,WO₃和Nb₂O₅的加入使碲酸盐玻璃在921和862cm^-1附近出现特征谱带, 导致拉曼光谱中高频移区从550cm^-1延伸扩展到950cm^-1, 从而有效地拓宽了碲酸盐玻璃的拉曼带宽, 钨铌碲酸盐玻璃最大拉曼光谱半高宽可达355cm^-1. 实验研究表明,钨铌碲酸盐玻璃是宽带拉曼光纤放大器的候选材料之一.     

新型碳材料——石墨烯的研究进展

发现石墨烯至今仅5年,但其已迅速成为目前材料科学和凝聚态物理研究的一个热点,这归因于它是严格的二维结构,蕴涵着许多新的物理以及潜在应用。简要介绍了石墨烯的概念,重点评述了其制备方法以及电子结构、力学特征等基本物理特性,讨论了石墨烯器件的研发现状,并展望了其未来发展前景以及其它的潜在应用.     

2-氨基苯并咪唑缩对甲基苯甲醛席夫碱的合成及缓蚀性能

采用静态失重、极化曲线、交流阻抗(EIS)方法测试席夫碱自组装膜在3.5％(质量分数)NaCl溶液中对铜的缓蚀作用,考察了浓度和时间两个因素.结果表明,当浓度为15 mmol/L,组装时间为14 h时,合成的缓蚀剂缓蚀性能较好,缓蚀率可达99.89％.表面形貌分析结果表明,席夫碱化合物在铜表面形成簇状物质.拉曼光谱分析结果表明,席夫碱通过咪唑环和C=N键垂直吸附于金属表面.光学接触角测量结果表明,缓蚀剂表面不易被浸润,疏水性较好.     

掺氮类金刚石薄膜的微观结构和光学特性研究

采用射频等离子增强化学气相沉积法( PECVD)制备掺氮类金刚石薄膜(DLC:N),通过原子力显微镜,拉曼光谱和椭圆偏振光谱等对试验样品进行研究,实验结果表明,在薄膜中,氮元素主要以C=N键的形式存在,起到了降低薄膜内应力,提高薄膜附着力的作用;此外,通过控制掺氮量可以制得折射率在1.85～1.6范围内的DLC薄膜.     

化学气相沉积法制备大面积石墨烯及其光谱学表征

化学气相沉积（CVD）法是近年来发展起来的制备石墨烯的新方法。该方法产物具有生长面积大、质量高等优点,逐渐成为制备石墨烯的主要方法。用CVD法在常压下通过全面优化实验参量,以镍箔为基底制备了大面积少数层和单层石墨烯,用拉曼光谱,场发射扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）手段表征,通过分析常压下不同温度、不同载气成分比等实验参数,最终获得制备高质量、大面积、少数层石墨烯的最佳参量,用双共振理论解释少数层和单层石墨烯的拉曼光谱中2D峰强度随石墨烯层数变化而变化的原理。CVD法制备的石墨烯具有面积大、低成本、可测量性强、可用于大批量生产的优点,为工业用途石墨烯的制备提供了有效途径。     

石墨烯-银纳米粒子复合材料的制备及表征

以无毒、绿色的葡萄糖为还原剂, 在没有稳定剂、温和的液相反应条件下, 同时还原氧化石墨和银氨溶液中的银氨离子, 原位制备石墨烯-银纳米粒子复合材料. 采用X射线衍射、红外吸收光谱、拉曼光谱、扫描电镜和透射电子显微镜对所制备的石墨烯-银纳米粒子复合材料进行了表征. 结果表明: 氧化石墨和银离子在反应过程中同时被葡萄糖还原, 银纳米粒子均匀分布于石墨烯片层之间, 生成的银纳米粒子中大多数存在着孪晶界, 银纳米粒子的大小和分布受硝酸银用量的影响, 在合适的银离子浓度下, 负载在石墨烯片层上的银纳米粒子的粒径分布集中在25 nm左右; 复合材料中石墨烯的拉曼信号由于银粒子的存在增强了7倍.     

石墨烯导热材料研究进展

石墨烯作为一种具有超高热导率的二维纳米材料,在导热领域有着广阔的应用前景.本文综述了石墨烯导热材料的研究进展,介绍了石墨烯本征热导率及其层数、缺陷、边缘情况等对热导率的影响,分析了石墨烯纤维的研究现状及存在的问题,讨论了各类石墨烯导热薄膜(纯石墨烯薄膜/石墨烯杂化薄膜/石墨烯聚合物复合薄膜)热导率的影响因素,归纳总结了各类三维石墨烯导热材料(无规分散石墨烯三维复合材料和特定结构石墨烯三维复合材料)的结构、性能与研究现状,最后指出了目前几种导热材料研究存在的问题并展望了石墨烯未来导热领域的发展方向,尤其是在LED照明、智能手机等高功率、高度集成系统中,石墨烯导热材料有着良好的发展前景.     

直方图方法评定云母基底上氧化石墨烯薄片厚度

厚度评定是石墨烯相关材料领域的重要课题,原子力显微镜是测量纳米级厚度最直接的手段.由于测量过程中噪声和表面粗糙度等多种因素的影响,根据原子力显微镜形貌数据准确评定厚度仍存在困难.本文利用原子力显微镜测量云母基片上的氧化石墨烯形貌,采用直方图方法分析其厚度.通过对比分析基于区域和基于剖面线的直方图方法,揭示了影响直方图方...     

氧等离子体刻蚀对石墨烯性能的影响

对机械剥离在SiO2表面的多层石墨烯进行氧等离子体刻蚀,通过拉曼光谱、原子力显微镜和电学性能表征来研究氧等离子体轰击对石墨烯特性的影响。结果表明氧等离子体轰击会在表层石墨烯中引入大量缺陷,大量缺陷的存在又会诱导对石墨烯的进一步刻蚀,从而实现逐层刻蚀石墨烯。另外,氧等离子体轰击的过程在做了金属电极的石墨烯中引入金属颗粒等其它物质,这几方面的原因最终导致在氧等离子体刻蚀石墨烯的过程中石墨烯的两端电导呈现近似线性的减小,石墨烯出现n型掺杂效应。     

石墨烯的表征方法

单层石墨烯的厚度为0.335nm,在垂直方向上有约1nm的起伏,且不同工艺制备的石墨烯层数和结构有所不同,如何有效地鉴定石墨烯的层数和结构是获得高质量石墨烯的关键步骤之一。介绍了光学显微镜、扫 描 电 子 显 微 镜(SEM)、透 射 电 子 显 微 镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见光谱(UV-Vis)等几种用来表征石墨烯的主要方法。     

拉曼光谱在石墨烯聚合物纳米复合材料中的应用EI北大核心CSCD

拉曼光谱不仅能够用于确定石墨烯的物理性质、缺陷程度及层数等,也逐渐发展成为研究石墨烯聚合物复合材料重要的分析表征工具。石墨烯拉曼特征峰可用于对复合材料中石墨烯进行二维及三维的拉曼成像,从而获得石墨烯的分散状态。石墨烯拉曼特征峰的位移能够灵敏地反映石墨烯的形变程度,从而定量地评估复合材料中石墨烯与聚合物分子之间的相互作用、计算石墨烯的有效杨氏模量以及确定石墨烯的空间取向。本文综述了拉曼光谱在石墨烯聚合物复合材料领域的应用研究,介绍了拉曼光谱技术在石墨烯聚合物复合材料领域的最新研究进展,如石墨烯复合材料的微观变形机理、石墨烯与聚合物基体之间的应力转移效率、影响材料性能的关键性因素等。石墨烯聚合物复合材料的拉曼光谱研究目前仍以模型化复合材料为主要研究对象,而且聚合物基体的荧光效应也会在一定程度上限制拉曼光谱的应用。针对于此,可适当提高激发光的功率而产生一些非线性效应,以大幅增大拉曼光强度,从而使拉曼光谱技术在石墨烯聚合物复合材料领域中得到更广泛的应用。     

溅射靶功率对氮化碳薄膜结构的影响

利用双放电腔微波ECR等离子体增强非平衡磁控溅射技术,在Si(100)上制备氮化碳薄膜,并对薄膜进行了拉曼(Raman)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子谱(XPS)等结构的表征.发现溅射靶功率对制膜工艺、薄膜的结构和表面形貌产生很大影响.随着溅射靶功率的增大,薄膜的沉积速率减小,表面粗糙度增大,薄膜结构中的sp2含量增加.     

温度对堆叠双层石墨烯层间耦合的影响

将不同层数堆叠和化学气相沉积法（CVD）生长的石墨烯在室温下进行拉曼光谱表征分析其层间耦合状态,并分析了不同温度下堆叠和CVD生长的双层石墨烯温度对其层间耦合的影响。研究结果表明:室温下CVD生长双层石墨烯和堆叠双层石墨烯的层间耦合状态截然不同;在25～250 ℃范围内,层间没有耦合作用或存在弱耦合作用的堆叠双层石墨烯的G峰峰位温度系数小于存在电子耦合的CVD生长双层石墨烯;超过250 ℃后,堆叠双层石墨烯G峰峰位温度系数变为正值,层与层之间可能产生了耦合,性质发生改变;在25～400 ℃ 范围内两种材料的2D峰半峰宽和G峰/2D峰强度比变化趋势几乎相同,但堆叠双层石墨烯波动大,对温度更敏感。