石墨烯

作者简介

《石墨烯:结构、制备方法与性能表征》主要根据作者所在课题组近年来在石墨烯领域的研究成果，并结合最新的科研进展编写而成。从石墨烯的结构出发，阐述了其力学、电学、光学等性能特点，重点介绍了石墨烯的结构表征技术、制备方法及其在电子器件、复合材料等领域的应用，对石墨烯未来的发展趋势及应用前景进行了展望。

《石墨烯:结构、制备方法与性能表征》尽可能使用较为通俗易懂的语言进行讲述，以达到深入浅出的效果。《石墨烯:结构、制备方法与性能表征》既有基础理论的介绍，也有专业应用技术的总结。《石墨烯:结构、制备方法与性能表征》不仅可作为材料与纳米科技等专业研究人员的参考书，也适用于对石墨烯感兴趣的非专业读者。

书籍目录

1 绪论

1.1 碳的同素异形体

1.2 从石墨到石墨烯

1.3 石墨烯与碳纳米管

参考文献

2 石墨烯的发现、结构与性能简介

2.1 石墨烯的发现

2.2 石墨烯的结构

2.3 石墨烯的性能简介

参考文献

3 石墨烯的结构表征技术

3.1 光学显微分析

3.2 电子显微结构

3.3 扫描探针显微结构

3.4 拉曼光谱

参考文献

4 石墨烯的制备方法

4.1 固相法

4.1.1 机械剥离法

4.1.2 外延生长法

4.2 液相法

4.2.1 氧化还原法

4.2.2 超声分散法

4.2.3 有机合成法

4.2.4 溶剂热法

4.3 气相法

4. 3.1 化学气相沉积法

4.3.2 等离子增强

4.3.3 火焰法

4.3.4 电弧放电法

参考文献

5 石墨烯的基本性能

5.1 低维纳米材料及其基本性能

5.2 石墨烯的电子结构与电学与光学性能

5.2.1 石墨烯的电子能带结构

5.2.2 石墨烯的电子态密度

5.2.3 石墨烯纳米结构的电子性质

5.2.4 双层和多层石墨烯

5.3 石墨烯的力学与热学性能

5.3.1 石墨烯的形貌

5.3.2 石墨烯的力学性质

5.3.3 石墨烯边缘的结构与力学

5.3.4 石墨烯的声子结构

5.3.5 石墨烯的热学性质

5.4 石墨烯的化学性能

5.4.1 氧化石墨烯

5.4.2 氢化石墨烯

5.4.3 其他化学修饰与掺杂

5.4.4 石墨烯与基底之间的相互作用

参考文献

6 石墨烯二维薄膜材料

6.1 石墨烯在太阳能电池窗口层上的应用

6.2 石墨烯／半导体异质结

6.2.1 石墨烯／硅太阳能电池的组装和性能表征

……

7 石墨烯电子器件

8 石墨烯复合材料

9 石墨烯储能器件

10 石墨烯的未来

编辑推荐

《石墨烯:结构、制备方法与性能表征》由清华大学出版社出版。

章节摘录

版权页：插图：（1）自下而上地在限定的基底上利用小分子碳源原位生长出石墨烯，如化学气相沉积法。化学气相沉积法是很成熟的制备方法，石墨烯的产量、纯度和连续性较高，实验方法与碳纳米管的制备工艺兼容。缺点是需要预先沉积催化剂，反应需高温。有机合成法的工艺相对复杂，涉及有机物大分子的激光解吸与电离，不易控制，且成本较高。（2）自上而下地以石墨（或碳纳米管）为原料，横向（或纵向）剥离，将石墨打碎分散成单层或少数层的石墨烯，如机械剥离法、液相剥离法和氧化还原法。机械剥离法的优势在于操作简便，成本低，但产量极低。氧化还原法是一种高产量的制备方法，但是石墨氧化物绝大部分是绝缘体，还原难以充分进行，官能团的引入会破坏石墨烯的晶体结构，对石墨烯的电学特性有很大的影响。静电沉积法可以通过控制电压的大小直接控制石墨烯的层数，制备出的石墨烯结构十分紧凑，几乎没有缺陷，工艺也较为简单，但需要几千伏的高压，产量极低，一般不被采用。液相剥离法可制备高质量的石墨烯，工艺相对简单，但是超声分离时，需将块体石墨打碎，所得石墨烯尺寸受到了制约。碳纳米管转化法的产率较高，可批量获得尺寸可控、边缘整齐的石墨烯纳米条带。石墨烯制备工艺上的突破极大地推动了后续相关应用研究，并对相关学科发展起到了极大的推动作用。目前，石墨烯的制备方法在不断更新，但仍然有很多问题尚待解决，在工艺的优化和新方法的探索上仍有极大的发展空间，以求得到高晶化程度、高质量和高纯度的石墨烯。

图书封面

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