[发明专利]一种石墨烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，具体为一种石墨烯及其制备方法。

背景技术

2004年，英国曼彻斯特大学的Geim等研究者从石墨上剥下少量石墨单片，发现了由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的新型二维原子晶体-石墨烯(Novoselov K.S.，Geim A.K.，Morozov S.V.，et al.Electric field effect in atomically thin carbon films[J].Science，2004，306(5696)：666-669.)，其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环，是世界上最薄的二维材料，厚度仅为0.35nm；强度是已测试材料中最高的(Lee C.G.，Wei X.D.，Kysar J.W.，et al.Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene[J].Science，2008，321(5887)：385-388.)，达130GPa，是钢的100多倍；其载流子迁移率达15000cm²·V^-1·s^-1(Chen J.H.，Jang C.，Xiao S.D.，et al.Intrinsic and extrinsic performance limits of graphene devices on SiO2[J].Nature Nanotechnology，2008，3(4)：206-209.)，是目前已知的具有最高迁移率的锑化铟材料的两倍，超过商用硅片迁移率的10倍以上，在特定条件下(如低温骤冷等)，其迁移率甚至可达250000cm²·V^-1·s^-1(Service R.F.Carbon sheets an atom thick give rise to graphene dreams[J].Science，2009，324(5929)：875-877.)；其热导率可达5000W·m^-1·K^-1，是金刚石的3倍(Balandin A.A.，Ghosh S.，Bao W.Z.，et al.Superior thermal conductivity of single-layer graphene[J].Nano Letters，2008，8(3)：902-907.)；还具有室温量子霍尔效应(Novoselov K.S.，Jiang Z.，Zhang Y.，et al.Room-temperature quantum hall effect in graphene[J].Science，2007，315(5817)：1379-1379.)及室温铁磁性(Dmitry V.K.，Amanda L.H.，Alexander S.，et al.Longitudinal unzipping of carbon nanotubes to form graphene nanoribbons[J].Nature，2009，458(7240)：872-876.)等特殊性质，是继1985年发现富勒烯(Kroto H.W.，Heath J.R.，O′Brien S.C.，et al.C60：Buckminsterfullerene[J].Nature，1985，318(6042)：162-163.)和1991年发现纳米碳管(Iijima S.Helical microtubules of graphitic carbon[J].Nature，1991，354(6348)：56-58.)后的又一重大发现(Novoselov K.S.，Geim A.K.，Morozov S.V.，et al.Electric field effect in atomically thin carbon films[J].Science，2004，306(5696)：666-669.)，是目前材料科学和凝聚态物理领域最为活跃的研究对象(成会明，任文才.2008科学发展报告[M].北京：科学出版社，2008.)，在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域展现出广阔的应用前景(Geim A.K.，Novoselov K.S.The rise ofgraphene[J].Nature Materials，2007，6(3)：183-191.)。