石墨烯的测试与分析

本应用说明报告了一项在 SiO₂/Si 基底上对剥离石墨烯进行共定位原子力显微镜-拉曼测量实验。实验采用了全新且完全集成的 SignatureSPM 化学原子力显微镜，该系统能够利用同一针尖在同一位置同步获取地形图、接触电位差以及拉曼光谱数据。借助 SignatureSPM，研究人员能够轻松实现化学、电子和物理信息的真正共定位，从而极大地增强了他们对实验数据的信赖度。

本应用文档介绍了利用 AFM-拉曼光谱技术对二维材料垂直范德华异质结构（包括 hBN/石墨烯/WSe₂ 和 hBN/双层石墨烯/hBN/石墨栅/hBN/SiO₂/Si）进行的共定位表征。通过集成式 AFM-拉曼显微系统，实现了利用在相同区域同步获取形貌、接触电势差（CPD）及拉曼光谱数据。

本应用报告介绍了对电子束光刻法制造的石墨烯纳米带（GNRs）的 TERS 表征。TERS 可实现的化学纳米尺度分辨率揭示了 GNRs 边缘的无定形碳的存在，并定位了有机残留物。TERS 可以被认为是表征纳米石墨烯的一个有价值的工具，这是开发基于石墨烯的纳米设备的一个重要步骤。

AFM-Raman 及其 TERS 模式，以10 nm的空间分辨率显示了氧化石墨烯（GO）片表面结构缺陷和化学基团的纳米图谱分析。TERS 图谱与 KPFM 测量相结合，用于 GO 表面的实时形貌学、电学和化学成像。这种多参数测量方法扩展了 TERS 的应用能力，展示了纳米尺度上局部的化学成分和物理性质的直接相关性，这不仅仅适用于 2D 材料，它几乎可以适用于任何样品表面。

本篇应用文档报道了 TERS 表征沉积在镀金衬底上的磷脂双分子层，该样品可以用作标准样品，检测到脂质成分在纳米尺度上的分布。此外，还引入了纳米材料来模拟纳米颗粒和细胞膜之间的相互作用，帮助更好地研究纳米材料对人类健康的毒性。 TERS 检测磷脂双分子层中纳米颗粒的灵敏度可以低至飞摩尔浓度，空间分辨率低至 7 nm。还开发了一种特定的液体样品池，可以实现在溶液中进行 TERS 测量，应用文档中提供了测试氧化石墨烯样品的结果。

石墨烯是一种二维晶体材料，由排列在蜂窝状晶格中的sp2键合碳原子组成的原子层构成。它是在2004年由A. Geim 和 K. Novoselov发现的，他们也因此获得2010年诺奖。石墨烯具有非凡的性能，特别是极高的电子迁移率，在纳米电子学、光电子学和电池等领域有着广泛的应用。奇怪的是，石墨烯的高导电性阻碍了它的集成，但是最近半导体二维材料的发展，以及它们与石墨烯的潜在结合，使石墨烯重新集成到纳米电子器件中。虽然氧化石墨烯由于其在水中的易分散性而主要被认为是大规模生产石墨烯的中间形式，但氧化石墨烯也因其可被功能化或用作非导电层而受到许多应用的关注。 拉曼光谱通常是碳相的表征，尤其是石墨烯和氧化石墨烯的表征，因为它是非破坏性的，能提供了大量的信息，如缺陷、无序、边缘和晶界、厚度、掺杂、应力和热导率。但是，衍射限制拉曼显微镜无法实现石墨烯纳米物体研究所需的超高空间分辨率。然而，基于针尖下纳米区域信号放大的针尖增强技术实现了真正的的纳米表征。侧向照明TERS分析的最新进展甚至为研究石墨烯基结构在器件工作下的行为提供了可能。

激光加工提供了一种快速、非接触和灵活的方法来修改和图案化材料，从玻璃到金属，微加工、薄层烧蚀、双光子聚合只是已经被证明的几个例子。玻璃，新一代的光学材料，可以通过改变其折射率对激光照射作出反应，这种效应已被成功地用于在块状玻璃内创建三维结构（波导、光学存储器、体布拉格光栅等）。

氧化石墨烯是一种具有高纵横比和高表面积的纳米碳材料。它具有片状结构，其厚度约为1 nm，长度约为几到 几十微米。

氧化石墨烯是一种具有高纵横比和高表面积的纳米碳材料。它具有片状结构，其厚度约为1 nm，长度约为几到 几十微米。此外，它含有丰富的氧官能团，且具备独特的 “高分散性”，这些特性让氧化石墨烯有别于其他纳米碳材料（碳纳米管和石墨烯），更容易与各种材料结合，尤其适用于涂膜或功能膜。近年来，随着人们对氧化石墨烯 的研究逐渐深入，其在新一代电池材料、抗菌抗病毒物 质、涂料、润滑剂、水净化、催化剂等功能材料中的得到 了广泛的应用。 多项研究分析指出，得益于氧化石墨烯独特的属性，当其被掺入不同主体材料时，会随之表现出不同的功能。而在结构方面，少量添加时，氧化石墨烯能够在薄膜材料中构建出网状结构。因此，氧化石墨烯十分适合使用在膜和薄膜形状材料中。 Particle CENTRIFUGE / CN-300 离心式纳米粒度分析仪可用于具有宽泛粒径分布的单分散石墨烯的分散状态评估。

石墨烯，2004年《科学》首报的高新材料，由单层高结晶石墨构成，是碳材料基础。研究石墨烯需精确识别层数与无序度，显微拉曼光谱技术因其高选择性、分辨率及非破坏性，成为石墨烯领域理想的表征工具，助力石墨烯基器件发展。