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石墨稀製備

石墨烯的製備方法主要包括以下幾種:

微機械剝離法。這種方法使用膠帶從高定向熱裂解石墨(HOPG)上剝離石墨薄片,然後將帶有石墨薄片的膠帶貼上到目標基體(如矽片)上,最後使用丙酮等溶劑去除膠帶,從而在基體上得到單層和少層的石墨烯。此方法操作簡單,但生產效率低,且石墨烯的尺寸和結晶度受限。

碳化矽外延生長法。在超高真空環境和高溫條件下,加熱SiC襯底,使矽(Si)原子升華,留下的碳(C)原子形成石墨烯層。這種方法適用於大規模生產,但設備成本高。

氧化還原法。首先將石墨氧化,得到氧化石墨烯,然後通過超聲或高速離心分散在溶液中,最後通過化學還原得到單層或多層的石墨烯。這種方法成本低廉,但可能引入雜質。

化學氣相沉積法(CVD)。使用含碳化合物(如甲烷)作為碳源,在高溫下使碳源裂解,並在基體表面沉積形成石墨烯。CVD法可以製備高質量、大尺寸的石墨烯薄膜,適用於大規模生產,但需要高溫反應條件。

這些方法各有優缺點,適用於不同的套用場景和需求。例如,對於需要高質量、大面積石墨烯的套用,CVD法是首選;而對於需要小面積、高質量石墨烯的套用,機械剝離法可能更合適。