图1-1：石墨烯的结构示意图

1。2石墨烯的制备

自2004年石墨烯问世以来，除了其优良的性质受到人们管饭关注外，如何制备石墨烯也成为了人们关注的热点。石墨烯的制备方法多种多样，目前常用的方法有机械剥离法、化学气相沉积法[2]、碳管剪切法、外延生长法和氧化还原法等[3]。

1。2。1机械玻璃法

石墨烯由两位俄裔科学家于2004年第一次制备出来，他们所使用的方法就是机械剥离法。具体来讲，就是使用机械微应力的方法将石墨烯从大的晶体上裁剪出来。具体就是通过特殊方法分离出石墨片，再用特殊的胶带粘贴该石墨片，使其分离，重复操作可以得到单层的石墨烯。目前，这是最普通的石墨烯制备方法，由该方法制备出来的石墨烯质量较好，可以在外界环境下稳定存在。但由于此方法耗时长，而且每一步都可能失败，最后制得的石墨烯量也十分少，所以其不是目前的主流制备方法。

1。2。2化学气相沉积法

化学气象沉积法是目前制备石墨烯较常用的一种方法，它是通过小分子含碳化合物（如碳氢化合物）通过分解出碳原子并将其沉积在活性基底（如铜、镍、二氧化硅等）上制备出石墨烯。由于后续过程中要将石墨烯从基底上分离出来，所以该方法对基底的要求较高，通常需要一定的脱氢性能。在使用化学气相沉积法制备石墨烯的过程中，压力是一个很重要的影响因素[4]。通常有常压、低压和超低压三种情况，后两者可以使反应具有更高的可控性能，并且可以得到高纯度的石墨烯。但由于需要抽气装置，且反应速度较慢，所以生产成本较高。所以在没有特殊要求的情况下，通常选用常压化学气相沉积法制备石墨烯。此外，化学气相沉积制备出的石墨烯厚度可以控制，面积较大，并且可以通过沉积到一定形状的基底上来制备出特定形状的石墨烯，使得大规模制备出固定形状石墨烯成为可能[5]。但该方法有一个不足之处就是容易让石墨烯制品中携带基体金属原子。

1。2。3碳管剪切法

研究人员发现，石墨烯可以卷曲成空心管状，即碳纳米管。而碳纳米管的问世比石墨烯早，制作技术相对成熟，所以研究人员通过将碳纳米管裁剪开来，就形成了二维的石墨烯。在裁剪碳纳米管的过程中，研究人员一般使用高锰酸钾和硫酸来蚀刻碳纳米管，将其切割开来，然后沉积到Si基底上，并在其表面旋转喷涂上一层聚甲基丙烯甲脂（PMMA）薄膜，用电离后的氩气气体来蚀刻碳纳米管上所有的条带，最后使用丙酮来去除之前涂覆上的那层PMMA薄膜[6]。该方法有一个显著的优点就是可以通过对蚀刻时间的控制来控制最后石墨烯的层数，从而满足不同条件下的需求。电子行业利用该方法制得高导电性的石墨烯，应用广泛。论文网

1。2。4外延生长法

外延生长法是目前制备高质量、大表面积石墨烯最常用和最有效的方法之一。常用的SiC外延法其基本原理是硅原子在一定条件下从SiC中挣脱出来，剩下的碳原子通过重组而形成石墨烯[7]，其示意图如图1。2所示。该方法制得出来的石墨烯可以不用转移直接在衬底上进行相关的设计与处理，对于其在电子领域的应用很有帮助。自从2004年Berger等人第一次使用SiC外延生长法制出石墨烯，越来越多的学者将目光投入到这一方面。他们通过改变反应条件，控制Si原子的升华速率，制得了单层或者双层石墨烯。总体来看，该方法可以免去CVD法中的基底石墨烯分离步凑，但其产量低、层数难以控制、生产成本高等缺点使得其只能应用与一些基础性研究领域，难以应用到实际生产中去。