本文關(guān)鍵詞：石墨烯表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的探究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨烯（Graphene）是一種由碳原子組成的緊密堆積的六角型二維蜂窩狀晶體，具有非常出色的物理化學(xué)特性。自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯在科學(xué)界激起了巨大的波瀾，在理論研究和應(yīng)用方面引起了廣泛的關(guān)注。它在各學(xué)科各方面的優(yōu)異性能，使之成為近年來化學(xué)、材料科學(xué)以及凝聚態(tài)物理學(xué)領(lǐng)域的一顆新星。石墨烯這種半金屬材料也具有像金屬一樣的拉曼增強(qiáng)效應(yīng)。但是，石墨烯增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)（GERS）的機(jī)理仍然不是很清楚，這嚴(yán)重的限制了它未來的應(yīng)用。 本論文以揭示GERS產(chǎn)生機(jī)理為目標(biāo)，利用拉曼光譜研究了研究石墨烯/分子界面電荷轉(zhuǎn)移與GERS的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了GERS效應(yīng)的應(yīng)用。 本論文的主要研究內(nèi)容包括： （1）文章討論了機(jī)械剝離法和化學(xué)氣相沉積法（CVD）制備石墨烯的方法及兩種方法的特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了化學(xué)氣相沉積法的生長條件，并利用光學(xué)顯微鏡和拉曼光譜儀對(duì)制備出來的石墨烯缺陷程度和厚度進(jìn)行了測(cè)量。 （2）本文分析石墨烯作為表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）基底的機(jī)制，使用溶液浸泡的方法把Rhodamine6G（R6G）分子吸附在石墨烯，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著石墨烯G峰的藍(lán)移，R6G分子拉曼信號(hào)的強(qiáng)度增加。通過對(duì)石墨烯費(fèi)米面和R6G分子軌道能級(jí)的分析，得出石墨烯作為表面增強(qiáng)拉曼襯底的機(jī)制是由于化學(xué)增強(qiáng)。文章中最先提出分子的拉曼信號(hào)強(qiáng)度與石墨烯拉曼光譜中拉曼峰密切相關(guān)。相比于在石墨烯上做電極外加電場(chǎng)調(diào)節(jié)費(fèi)米能級(jí)相比，該文所采用的方法更簡(jiǎn)單、易操作。并且，，采用空穴摻雜實(shí)現(xiàn)了連續(xù)可調(diào)費(fèi)米面0-0.4eV。 （3）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中，分子的拉曼信號(hào)的增強(qiáng)不是對(duì)于所有的分子都能實(shí)現(xiàn)，如：Rhodamine B（RhB）分子。因此，擴(kuò)展石墨烯作為表面增強(qiáng)拉曼襯底的應(yīng)用范圍，需要進(jìn)一步改良石墨烯。我們利用等離子體處理石墨烯表面的方法，等離子體可以對(duì)石墨烯進(jìn)行刻蝕，離子的轟擊使石墨烯產(chǎn)生邊緣或缺陷，改變石墨烯物理結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)RhB分子的拉曼信號(hào)的增強(qiáng)，我們比較了不同缺陷程度的石墨烯對(duì)表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）效應(yīng)的影響。同樣用溶液浸泡的方法把分子吸附在有缺陷的石墨烯以及SiO2/Si基底上，觀察到RhB分子拉曼信號(hào)強(qiáng)度隨缺陷的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS） 拉曼光譜
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：O657.37
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 石墨烯概況9-15
• 1.1.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)10-11
• 1.1.2 石墨烯的電子能帶結(jié)構(gòu)11-12
• 1.1.3 石墨烯的性質(zhì)及應(yīng)用展望12-15
• 1.2 石墨烯表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)15-20
• 1.2.1 拉曼散射和拉曼光譜15-16
• 1.2.2 表面增強(qiáng)拉曼散射16-18
• 1.2.3 石墨烯表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)18-20
• 1.3 課題來源及研究思路20-21
• 第2章 石墨烯的制備21-35
• 2.1 固相法21-24
• 2.1.1 機(jī)械剝離法21-24
• 2.1.2 外延生長法24
• 2.2 液相法24-26
• 2.2.1 氧化還原法24-25
• 2.2.2 超聲分散法25-26
• 2.2.3 有機(jī)合成法26
• 2.2.4 溶劑熱法26
• 2.3 氣相法26-34
• 2.3.1 化學(xué)氣相沉積法26-32
• 2.3.2 等離子增強(qiáng)法32
• 2.3.3 電弧放電法32-33
• 2.3.4 火焰法33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 石墨烯的表征技術(shù)35-45
• 3.1 石墨烯層數(shù)的判定35-42
• 3.1.1 原子力顯微鏡35-36
• 3.1.2 對(duì)比度譜36
• 3.1.3 拉曼光譜36-38
• 3.1.4 光學(xué)顯微鏡分析38-39
• 3.1.5 光學(xué)圖片39-42
• 3.2 拉曼光譜測(cè)量石墨烯摻雜的載流子濃度42-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第4章 石墨烯表面增強(qiáng)拉曼散射45-57
• 4.1 石墨烯 SERS 機(jī)制探究45-50
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)45-46
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容46-47
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果47-50
• 4.2 改性的石墨烯 SERS 效應(yīng)50-55
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)思路50-52
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容52-53
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64

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  本文關(guān)鍵詞：石墨烯表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的探究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：408146