1.7.2　圖譜類表征

本節討論在石墨烯圖譜類表征方法中應用最多的方法——拉曼光譜法。拉曼光譜是一種快速、不對樣品造成破壞的表征材料晶體結構、電子能帶結構、聲子能量色散和電子—聲子耦合的重要技術手段，廣泛應用于表征富勒烯、金剛石、碳納米管等碳納米材料結構［217］，其光譜范圍在1000～2000cm-1，包括幾個非常強的特征峰及其他少數幾個調制峰。碳納米材料拉曼光譜中定義G峰代表sp2碳原子的E2g振動模型，即有序的sp2碳鍵結構，而D峰表示位于邊緣的缺陷及無定形結構。并且通常用D峰和G峰的強度之比（I D/I G）來評價碳納米材料的石墨化程度［218］。

對于石墨烯而言，G峰出現在1560～1620cm-1范圍內，由sp2碳原子面內拉伸振動引起，對應布里淵區中心的E2g振動光學聲子的振動；另外，D峰一般出現在1300～1400cm-1范圍內，由芳香環sp2碳原子的對稱伸縮振動引起，并且必須有缺陷才能激活［219］，可用D峰反映石墨烯表面的無序度；除此之外，D峰的倍頻峰，即2D峰出現在2660～2700cm-1范圍內，由于信號較弱而很容易被忽略，它是由碳原子中兩個具有反向動量聲子的雙共振躍遷引起的，表征石墨烯層數及層層之間的堆垛方式緊密相關，可以很好地體現石墨烯中電子—電子及電子—聲子的相互作用。不同層數的石墨烯對應的拉曼光譜表征曲線如圖1.18所示。

圖1.18　不同層數的石墨烯（a）對應的拉曼光譜表征曲線（b）［149］