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Manchester 大學(xué) Geim 領(lǐng)導(dǎo)的研究組 2004 年在 Science 上發(fā)表論文[3], 報道了他們用機械剝離法 (mechanical exfoliation)制備得到了最大寬度可達 10 μm 的石墨烯片(圖 2). 其方法主要是用氧等離子束在高取向熱解石墨(HOPG)表面刻蝕出寬 20 μm-2 mm、深 5 μm 的槽面, 并將其壓制在附有光致抗蝕劑的 SiO2/Si 基底上, 焙燒后, 用透明膠帶反復(fù)剝離出多余的石墨片, 剩余在 Si 晶片上的石墨薄片浸泡于丙酮中, 并在大量的水與丙醇中超聲清洗, 去除大多數(shù)的較厚片層后得到厚度小于 10 nm 的片層, 這些薄的片層主要依靠范德華力或毛細(xì)作用力 (capillary forces)與 SiO2 緊密結(jié)合, 最后在原子力顯微鏡下挑選出厚度僅有幾個單原子層厚的石墨烯片層. 此方法可以得到寬度達微米尺寸的石墨烯片, 但不易得到獨立的單原子層厚的石墨烯片, 產(chǎn)率也很低, 因此, 不適合大規(guī)模的生產(chǎn)及應(yīng)用.
隨后, 這一方法得到了進一步研究并成為制備石墨烯的重要方法之一, Novoselov 等[19]用這種方法制備出了單層石墨烯, 并驗證了其能夠獨立存在; 隨后 Meyer 等[20]將機械剝離法制備的含有單層石墨烯的 Si 晶片放置于一個經(jīng)過刻蝕的金屬架上, 用酸將 Si 晶片腐蝕掉, 成功制備了由金屬支架支撐的懸空的單層石墨烯, 他們研究后發(fā)現(xiàn)單層石墨烯并不是一個平整的平面, 而是平面上有一定高度(5-10 nm)的褶皺; Schleberger 等[21]用該方法在不同基底上制備出石墨烯, 將常用的 SiO2 基底更換為其它的絕緣晶體基底(如 SrTiO3, TiO2, Al2O3 和 CaF2 等), 所制得的石墨烯單層厚度僅為 0.34 nm, 遠遠小于在 SiO2 基底上制得的石墨烯, 該方法還有利于進一步研究石墨烯與基底的相互作用.
轉(zhuǎn)自知網(wǎng) 石墨烯的制備_功能化及在化學(xué)中的應(yīng)用_胡耀娟 |
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295復(fù)試調(diào)劑
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