石墨烯具有獨特的電學(xué)、光學(xué)、機械和熱學(xué)性能一直是目前研究的焦點。根據(jù)不同的制備方法,石墨烯展現(xiàn)出了各種卓越的性能以滿足廣泛的應(yīng)用需求,例如:場效應(yīng)晶體管,光學(xué)電子元器件,傳感器以及能源等方面的應(yīng)用。最近,以化學(xué)氣相沉積法（CVD）法在金屬箔上（如鎳和銅）生長的石墨烯,具有高質(zhì)量和可大批量制備的特點可以滿足工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。在這些研究的基礎(chǔ)上,我們對石墨烯薄膜在透明、導(dǎo)電性能的提高方面以及石墨烯的應(yīng)用展開了一系列的探討和研究。其主要工作內(nèi)容介紹如下:（1）.石墨烯作為一種透明導(dǎo)電電極,在光電領(lǐng)域顯示了巨大的應(yīng)用前景。然而,在石墨烯轉(zhuǎn)移過程中產(chǎn)生的殘留物會導(dǎo)致設(shè)備性能的下降。在這里,我們展示了將紫外/臭氧燈照射預(yù)處理與傳統(tǒng)的石墨烯轉(zhuǎn)移過程相結(jié)合,可以在任意的基板上獲得大面積、表面干凈的石墨烯薄膜,并且,所獲得的石墨烯的質(zhì)量也可以得到改善,拉曼光譜中I2D/IG比值從2.0增加到3.6。該方法轉(zhuǎn)移的石墨烯薄膜具有較高的透明度（97.5%）,并且電子遷移率（1178 cm2 V-1 s-1）是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)移過程（685 cm2 V-1S-1）所制備的石墨烯薄膜近兩倍�？紤]到該方法的高效率、低成本和容易... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

石墨烯是構(gòu)成碳元素其他幾種重要同素異形體的基本單元

石墨烯是一個零帶隙半導(dǎo)體，該性質(zhì)取決于其特殊的能帶結(jié)構(gòu)。理想石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)??是錐形價帶與導(dǎo)帶完全的對稱分布在費米能級的上下，導(dǎo)帶和價帶的交叉點即為狄拉克??點，如圖１．２所示。石墨烯和一般的金屬或半導(dǎo)體不同，其電子運動不遵循薛定諤??（Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ）方程，而是遵循狄拉克方程。這是因為：１）每個Ｃ－Ｃ鍵都有一個成鍵??軌道與反鍵軌道，并且以Ｃ－Ｃ鍵為平面完全對稱；２）整個石墨烯分子結(jié)構(gòu)中的每個７！??鍵互相共軛形成了一個共軛大７１鍵，電子或空穴在這樣共輒的體系中可以以很高的電子??費米速率（ｌ〇６ｍ／ｓ）移動，表現(xiàn)出了零質(zhì)量行為。??由于上述的特性，石墨烯中的載流子具有非同一般的傳輸性能。室溫下石墨烯平面??電子遷移率高達２０００００ｃｍ２／Ｖ％其相對應(yīng)的電阻率為ｌ〇－６Ｄ＿ｃｍ，比銅和銀還要低，是??目前己知物質(zhì)中室溫條件下電阻率最小的材料。除了超低的電阻率之外，石墨烯還具有??突出的電子性質(zhì)

這是由十樣品中分子的振動和轉(zhuǎn)動，使散射光頻率（或波數(shù)）發(fā)生了改變，拉曼光譜??技術(shù)則足報據(jù)這一變化分析樣品的分子結(jié)構(gòu)。拉曼光譜可以用來鑒別單層、雙層、少層??或塊體石墨之間的區(qū)別。圖１．４為石墨與石墨烯的拉曼光譜對照圖（激光波長為：５１４ｍｎ）。??兩個特征峰分別是位于１５８０?ｃｎｒ１的Ｇ峰和２７００?ｃｎｖ１附近的２Ｄ峰。其中Ｇ峰代表的是??碳ｓｐ２結(jié)構(gòu)特征峰，反映石墨烯的對稱性與結(jié)晶程度；而２Ｄ峰則是源于兩個雙聲子的??非彈性散射［５３］。由于石墨烯質(zhì)量高，因此在１３５０?ｃｎｒ１附近沒有出現(xiàn)缺陷Ｄ峰。需要注??意的是，不同方法制備的石墨烯因其結(jié)構(gòu)，特別是缺陷和邊緣基團的不同，拉曼光譜中??出現(xiàn)的特征峰位置和相對強度也會有不同。??１５??


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