【概述】石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的強度大、導電導熱性能強的一種新型納米材料。石墨烯物理性質(zhì)研究和器件應用的快速發(fā)展對材料的制備和表征提出了新的要求，自從石墨烯發(fā)現(xiàn)以來，各種表征方法被廣泛地用于石墨烯材料的研究。

拉曼光譜是一種快速無損的表征材料晶體結構、電子能帶結構、聲子能量色散和電子-聲子耦合的重要的技術手段，具有較高的分辨率，是富勒烯、碳納米管、金剛石研究中受歡迎的表征技術之一，在碳材料的發(fā)展歷程中起到了至關重要的作用。利用拉曼分析我們可以判斷石墨烯層數(shù)、堆落方式、權限、邊緣結構、張力和摻雜狀態(tài)等結構和性質(zhì)。

就石墨烯材料及其器件的研究而言，鑒別?石墨烯層數(shù)?以及量化其無序性的影響是至關重要的，而顯微?拉曼光譜，是用于表征上述兩種性能的便捷又可行的方法。

 

 

【多層石墨烯的拉曼光譜表征實驗設備】 樣品：多層石墨烯薄膜，按照邊緣、中間區(qū)域檢測多個采樣點。 試驗設備：顯微拉曼光譜儀系統(tǒng)（廣州市明美光電技術有限公司）；激光器波長為532nm；光譜儀狹縫寬度為50um，積分時間為1ms～65s，40X物鏡。

【樣品 & 測試】 石墨烯的拉曼光譜中，主要包含 G 峰（1580cmˉ1 附近）、G′ 峰（2700cmˉ1 附近）以及 D 峰（1350cmˉ1 波數(shù)附近），其中，G 峰和 G′ 峰可以用于表征石墨烯的層數(shù)。

 

 

G 峰可以有效的反映石墨烯層數(shù)，隨著層數(shù)的增加，G 峰的峰位會向低頻移動。單洛倫茨峰型的二階拉曼峰（G′ 峰）是判定單層石墨烯簡單而有效的方法，但當層數(shù)大于 1 時，石墨烯層數(shù)與 G′ 峰的關系會變得比較復雜。 拉曼光譜在表征石墨烯材料的缺陷方面具有獨特的優(yōu)勢，帶有缺陷的石墨烯在1350cm-1附近會有拉曼D峰，一般用D峰與G峰的強度比（ID/IG）以及G峰的半峰寬（FWHM）來表征石墨烯中的缺陷密度。D峰強度越高則其中sp3鍵等缺陷越多。D、G峰的面積之比D/G隨著芳香環(huán)數(shù)的增多而增多，D/G越大，雜質(zhì)濃度越高。

 

 

顯微拉曼系統(tǒng)，由光纖光譜儀、拉曼穩(wěn)譜激光器、拉曼探頭、LED光源、顯微鏡等部分構成，通過把光譜模塊集成到顯微鏡上，實現(xiàn)拉曼光譜信息的測量。系統(tǒng)自由靈活，具備對微小區(qū)域?qū)崟r成像和采集該區(qū)域物體拉曼光譜的能力，幫助用戶快速對樣品微觀結構，微觀光譜信息的測試和分析。

【總結】 拉曼光譜是表征石墨烯層數(shù)的一種無損且有效的手段，石墨烯拉曼光譜的峰位、形狀以及寬度與其層數(shù)相關。由于石墨烯“薄”的特性，常規(guī)拉曼光譜儀在檢測其拉曼信號時，易引入基底的影響，從而導致石墨烯本身拉曼信號被湮滅。廣州明美公司顯微拉曼光譜，可以有效的規(guī)避基底信號對石墨烯拉曼信號的影響，獲取更加干凈的石墨烯拉曼光譜，從而對石墨烯層數(shù)進行表征。