石墨烯薄膜的制备与改性
摘要：石墨烯具有十分优良的力学、热学、电学及光学性能，所以在许多方面都得到广泛的研究和应用。在铜上发现均匀沉积的单层石墨烯引起了人们极大的兴趣。这种兴趣已经被迅速转移到发展大面积的薄膜在塑料和玻璃基板上的沉积。石墨烯薄膜的光电特性非常优良，它具有很高的透过率和导电性。其透光率gt; 90%、电阻为30欧/方块，这两个性能都是与当前国家的最先进的铟锡氧化物透明导电玻璃相比的。在这篇文章中，我们提供了一个详细的和最新的描述关于这一主题的文献，并强调获取铜衬底上的石墨，并对其进行改性。本文主要介绍如何获取大面积的生长在金属铜上的石墨烯薄膜，并将其转移到不同的衬底上进行改性。最后再测量改性后的石墨烯的各方面参数，分析得出相应的结论。实验过程中借助扫描电子显微镜来观察样品表面形貌，借助XRD探究晶型，借助热蒸发镀膜机在样品表面沉积薄膜。
关键词：石墨烯薄膜； 透光率； 表面形貌； 酞菁
一、文献综述
近几年来，人们己经在石墨烯的制备方面取得了积极的进展，发展了机械剥离、品体外延生长、化学氧化、化学气相沉积和有机合成等多种制备方法。石墨烯制备技术的不断完善，为基于石墨烯的基础研究和应用开发提供了原料保障。
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是碳的多种形态中的基本结构，碳的其他形态为石墨、金刚石、碳纳米管、富勒烯。目前在能源产业，石墨烯可作石墨烯电池，备受储能产业人员关注。
石墨烯是由一层密集的、包裹在蜂巢品体点阵上的碳原子组成，是世界上最薄的二维材料，其厚度仅为0.35 nm。这种特殊结构蕴含了丰富而新奇的物理现象，使石墨烯表现出许多优异性质。例如，石墨烯的强度是己测试材料中最高的，达130 GPa，是钢的100多倍;其载流子迁移率达15000cm2·V-1·s-1，是目前己知的具有最高迁移率的锑化锢材料的两倍，超过商用硅片迁移率的10倍以上，在特定条件下(如低温骤冷等)，其迁移率甚至可达250000 cm2·V-1·s-1；其热导率可达5000 W·m-1·K-1，是金刚石的3倍。还具有室温量子霍尔效应及室温铁磁性等特殊性质。与碳纳米管相比，石墨烯的主要性能指标均与之相当甚至更好，并且避免了碳纳米管研究和应用中难以逾越的手性控制、金属型和半导体型分离以及催化剂杂质等难题。平面的石墨烯更容易使用常规加工技术，为制作各种纳米器件带来了极大的灵活性;甚至可能在一片石墨烯上直接加工出各种半导体器件和互连线，从而获得具有重大应用价值的全碳集成电路。由于其优良的机械和光电性质，结合其特殊的单原子层平面二维结构及其高比表面积，可以制备基于石墨烯的各种柔性电子器件和功能复合材料。石墨烯由于其独特的二维结构及出色的力学，热学，电学及光学性能，使石墨烯材料在电子，能源，材料以及生物化学等方面得到非常广泛的研究和应用。作为透明导体的实现将需要在具有石墨烯层数可控的大面积上均匀沉积。这些要求导致了一个迅速发展的研究将发展基于厚度可控的大面积高质量的均匀的薄膜沉积石墨烯领域内。
2004年英国曼彻斯特大学的安德烈˙海姆教授和康斯坦丁˙诺沃肖洛夫教授，在实验室成功从石墨片中剥离出了石墨烯，证明了石墨烯可以单独存在，并在2010年荣获诺贝尔物理学奖，从此石墨烯走入大众的视野，在全球范围里掀起了石墨烯制备和应用的研究热潮。
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