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石墨烯新材料应用提供整体解决方案
Production and sales of comprehensive high-tech enterprise, committed to provide a global solution for the application of new graphene materials.
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石墨烯的结构性能及潜在应用
发布时间：
2021-09-15
石墨烯是比较早合成的二维原子晶体，以其一系列出色的性能受到广泛关注。石墨烯的强度、刚度、弹性高，力学性能好。此外，石墨烯热导率和电子迁移率非常高，可以调节波段缝隙。多种优秀的性能集中在一种材料上，使多种应用程序能够替代其他材料，给相关应用程序带来了一系列技术革新，那么，下面一起了解下石墨烯的结构性能及潜在应用吧!
石墨烯是比较早合成的二维原子晶体，以其一系列出色的性能受到广泛关注。石墨烯的强度、刚度、弹性高，力学性能好。此外，石墨烯热导率和电子迁移率非常高，可以调节波段缝隙。多种优秀的性能集中在一种材料上，使多种应用程序能够替代其他材料，给相关应用程序带来了一系列技术革新，那么，下面一起了解下石墨烯的结构性能及潜在应用吧!
合成和传输
目前，石墨烯的合成仍然是石墨烯研究中比较重要的问题。制备石墨烯的方法已经有很多种，但制备仍然是限制石墨烯研究和应用的主要因素。
高商法
根据碳源物相及合成环境的不同，石墨烯的制备方法可分为固相法、液相法、气相法，固相法包括机械剥离法和SiC外延法。胶带机可以剥离高定向热解石墨，获得高质量的石墨烯，这种方法效率低，成本高。
在单晶SiC中通过真空石墨化外延生长，可以得到石墨烯。得到的外延石墨烯质量高，层数可调，可以制备大型石墨烯，但由于反应温度高，SiC材料成本高，SiC外延生长石墨烯成本很高，在产品质量或晶粒尺寸上略低于机械剥离得到的石墨烯。
液相法
氧化还原法是一种常见的液相法制备石墨烯材料的方法，成本低，产量高，但产品有缺陷。除了使用还原剂外，GO还可以从惰性气体中恢复加热、催化辅助照明或高温作用、电还原等。通过加热AFM探针进行热化学纳米光刻，可以获得纳米尺度图案的rGO，而不会造成探针磨损和样品损伤。RGO图案的宽度可以调整为12-20 m。激光辐照还原还可以实现rGO模式。热探针还原和激光还原GO具有稳定、干净、快速、易于操作的优点。
石墨烯纳米条的制备
石墨烯是一种二维零带隙半金属材料。为了应用于电子设备，先要做的是打开波段缝隙，显示半导体特性。由于量子限制效应和边界效应，石墨烯纳米带(GNRs)具有恒定的带隙(Eg~1/w，其中W为GNRs带宽，为常数)。如果w小于10 nm，则GNRs具有带隙(Eg大于0.3 eV)，表示半导体特性。可以用化学超声波制作GNRs。例如，将膨胀石墨超声波分散到有机溶剂中，进一步离心剥离的石墨悬浮液，就可以得到GNRs。用这种方法制作的GNRs很窄，但生产率低，宽度无法控制。
气象法
石墨烯应用于电子元件的先决条件是获得高质量、大面积的石墨烯，液相法或机械剥离法很难得到。但是，通过化学气相沉积(CVD)可以获得大面积的单层、双层或多层石墨烯薄膜。在典型的CVD设备上列出。气体碳源(例如甲烷)限制了可用碳源的种类，因此，诸如蔗糖和聚甲基丙烯酸酯(PMMA)等廉价且容易获得的固体碳源(例如蔗糖和聚甲基丙烯酸酯(PMMA))用于生长石墨烯，以铜或镍为基准，反应温度可以在800-1000下获得可调节厚度的石墨烯，并且可以同时调节CVD方法原材料选择灵活，是获得大面积高质量石墨烯的有效方法。
但是CVD生长过程通常需要几个小时，效率较低，生长过程和后续迁移过程将缺陷引入石墨烯中。由于1000的生长温度，石墨烯的生长能耗提高，在迁移过程中需要刻蚀金属基底，基底很难重复使用，可能会造成浪费。综合以上原因，CVD法生长石墨烯的成本高于液相法。带有周期性纳米孔的三维石墨烯结构也受到广泛关注。作为微孔硅酸铝晶体，沸石是构建三维石墨烯结构的理想模板。在沸石孔中添加镧离子可以降低乙烯和乙炔的热解碳化温度，因此，在镧离子的作用下，石墨烯不会堆积在沸石表面，而是在沸石模板内部选择性地生长。
以上介绍的就是石墨烯的结构性能及潜在应用，如想了解更多，可随时澳门赌场官网!
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