【摘要】 石墨烯是一种二维原子晶体，由六方蜂窝状结构的sp2碳原子紧密堆积而成。

石墨烯是一种二维原子晶体，由六方蜂窝状结构的sp2碳原子紧密堆积而成。石墨烯具有许多独特的性质，包括量子霍尔效应（QHE）和高导电性、良好的光学透明性和优异的导热性。杨氏模量达到1.0 TPa，显示石墨烯具有极好的硬度和延展性。到目前为止，已经有许多关于利用拉曼技术研究石墨烯的报道。激光引起的电子和声子相互作用产生不同的石墨烯拉曼特征峰。G带与iTO和iLO声子的相互作用有关。2D和D带都起源于二级过程（图一）。通常使用ID/IG的强度比来计算石墨烯中的缺陷密度。在不同条件下，拉曼光谱能够获得丰富的信息。

 

 图一 （a） 单层石墨烯的结构图。（b） 计算了石墨烯的声子色散关系。（c） 石墨烯边缘的拉曼光谱。（d） 石墨烯拉曼特性的拉曼过程。

 

层间相互作用显著影响石墨烯的性能。少层石墨烯（FLG）的基础研究和应用需要精确分析层数。如前所述，层间相互作用对拉曼特性的影响提供了快速确定厚度和堆叠顺序的方法。Bayle等人将拉曼光谱与光学对比度测量相结合，以获得高质量FLG的层数。这种组合可以消除由于堆叠顺序造成的限制。Sliva等人用拉曼光谱计量法测定了石墨烯的厚度和堆叠顺序。研制了A Ti3C2Tx/石墨烯/PDMS复合电磁屏蔽材料。在拉曼光谱中，强度比（I2D/IG）的值为0.43，这表明在镍衬底上合成了5层以上的石墨烯。Roscher等人指出，拉曼2D峰的不对称性提供了一种区分石墨烯和石墨的方法。石墨烯的特征值高于0.985（图二）。这提供了一种区分石墨和石墨烯的方法

 

图二 不同衬底上的石墨烯，aser激发波长分别为457nm（a）和532nm（b）。（c） SLG和石墨的二维谱带。

 

石墨烯基仪器的性能通常受到应变和掺杂的影响。鉴于上述事实，拉曼光谱通常用于研究石墨烯的应变和掺杂。Mueller等人提取并分离了G和2D峰的位移，以揭示石墨烯中的应变和掺杂情况。然而，过度重叠效应的累积阻碍了石墨烯的表征。Sampathkumar及其同事将拉曼光谱应用于量化外部应变引起的晶格无序。应变石墨烯的D带为晶格无序的校准提供了手段。衬底通常会导致应变和掺杂，从而阻碍纳米材料的固有特性。最近Belyaeva等人利用共焦拉曼光谱发现了液体作为石墨烯衬底的一些优点。当水作为石墨烯的载体时，实验中观察到更低的应变和更均匀的掺杂。这表明在石墨烯性质的研究中，固体衬底并不总是一个好的选择（图二（a）和图二（b））。类似地，Judek及其同事通过拉曼光谱研究了石墨烯与锗的相互作用。在冷却过程中，氢嵌件的缺陷和应变增加。Zhang等人使用特别制备的金纳米二聚体来测量石墨烯的SERS。激光的变化导致金纳米二聚体的复合和石墨烯的氧化。在此过程中，利用特征拉曼峰的变化来计算石墨烯的缺陷水平。

 

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