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单层和双层石墨烯的研究

石墨烯是最流行的碳同素异形体之一,自2004年由Geim和Novoselov教授(曼彻斯特大学)首次分离出来以来,就引起了材料科学领域的广泛兴趣。当前,科学界正在探索通过化学气相沉积(CVD)在铜表面上合成大规模石墨烯。尽管付出了巨大的努力,但CVD石墨烯在不同的生长条件下仍表现出各种形态,例如小丘的存在,缺陷,晶界和多层岛的形成,研究人员正在努力减轻这种影响。但是为了能够详尽地学习由于这些样品的成分,需要进行高光谱拉曼成像,并在具有双层岛的CVD单层石墨烯上进行。拉曼光谱法是一种无损分析方法,通过将样品的光谱与参考光谱进行比较来提供微观结构信息。在这里,我们介绍了蒙特利尔大学Martel教授小组的精选结果,这些结果是在研究甲烷作为原料的化学气相沉积生长过程中石墨烯多层岛形成过程中获得的。在这项研究中,使用了已知的石墨烯不同构型的拉曼签名来绘制样品的层数。

拉曼成像是使用基于Bragg可调滤镜技术的高光谱拉曼成像平台RIMA™进行的。在这些测量中,CW激光器在λ= 532 纳米照射的130×130 微米2和260×260  微米2个通过100X和50X显微镜物镜分别样品表面区域。在此配置中,该样品用120激发 μW/微米2  和30  μW/微米2并且分辨率是衍射的限制。

图1(a)呈现出130×130 微米2的石墨烯的G带的拉曼地图(~1590  厘米-1)分为三个不同的族:单层石墨烯(蓝色),共振的双层石墨烯(红色)和共振以外的双层石墨烯(绿色)。它们典型的相关拉曼光谱在图2中给出。1(bc)。G带的强度变化揭示了有关层堆叠的信息。在图3中观察到的强度的最显着变化是最大的。图1(b)可以通过双层石墨烯的扭曲角(在λexc = 532  nm [1] 处为13.5°)引起的共振来解释。图。图1(df)呈现与图2类似的结果。1(AC),但数据是从一个较大区域获取的:260×260 微米2。拉曼散射的固有特异性与整体成像功能相结合,使用户能够评估缺陷的大图(数百微米),层数和堆叠顺序等。

结果由:Vincent Aymong,Minh Nguyen和Richard Martel提供,网址:加拿大蒙特利尔大学。 

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2017. Hyperspectral Raman imaging using Bragg tunable filters of graphene and other low-dimensional materials

[1] Havener R. W., Zhuang H. L., Brown, L., Hennig, R. G., Park, J., Angle-Resolved Raman Imaging of Inter layer Rotations and Interactions in Twisted Bilayer Graphene. DOI: 10.1021/nl301137k.  Nano Letters. 2012, 12.