本書為“低維材料與器件叢書”之一。本書基于作者在石墨烯領域多年研究成果的積累，并結合國內外最新的研究進展，圍繞化學氣相沉積石墨烯這一主線，系統(tǒng)全面地介紹了石墨烯的化學氣相沉積生長方法與機制、控制生長、結構特征、獨特性質以及典型器件應用，并在深入剖析現(xiàn)有問題與挑戰(zhàn)的基礎上展望了研究趨勢和發(fā)展前景。全書共7章，涵蓋了該領域的基礎知識和研究前沿。
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目錄
總序
前言
第1章 石墨烯簡介 1
1.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn) 1
1.2 石墨烯的結構與表征方法 2
1.2.1 堆垛構型 3
1.2.2 晶界 4
1.2.3 褶皺 6
1.2.4 點缺陷 8
1.2.5 邊界 9
1.3 石墨烯的物性與測試方法 10
1.3.1 電學性質與測試方法 10
1.3.2 熱學性質與測試方法 13
1.3.3 光學性質與測試方法 15
1.3.4 力學性質與測試方法 17
1.3.5 其他物性 19
1.4 石墨烯的主要制備方法 19
1.5 石墨烯的應用 21
參考文獻 22
第2章 石墨烯的化學氣相沉積生長 31
2.1 基本情況 31
2.1.1 發(fā)展歷史 31
2.1.2 基本原理和過程 33
2.1.3 生長方法分類 35
2.1.4 主要控制參數(shù) 36
2.1.5 設備和裝置 37
2.2 金屬基底上生長石墨烯 39
2.2.1 石墨烯薄膜 39
2.2.2 石墨烯單晶 72
2.2.3 石墨烯納米結構 83
2.2.4 石墨烯宏觀體 92
2.2.5 摻雜石墨烯 99
2.2.6 異質結構 107
2.3 非金屬基底上生長石墨烯 113
2.3.1 硅基底 113
2.3.2 六方氮化硼基底 117
2.3.3 玻璃基底 121
2.3.4 藍寶石基底 124
2.3.5 其他基底 126
參考文獻 127
第3章 石墨烯的轉移 145
3.1 轉移介質 145
3.1.1 溶解去除型轉移介質 146
3.1.2 結合力調控型轉移介質 163
3.1.3 目標基底型轉移介質 167
3.2 基底腐蝕法 170
3.3 液相剝離轉移法 172
3.4 機械剝離法 177
3.5 卷對卷轉移 182
參考文獻 188
第4章 石墨烯的結構 195
4.1 堆垛構型 195
4.1.1 石墨烯的晶體結構 196
4.1.2 雙層石墨烯 196
4.1.3 三層石墨烯 200
4.1.4 堆垛結構的表征 203
4.2 晶界 205
4.2.1 石墨烯的晶界結構 205
4.2.2 石墨烯晶界的電學輸運性質 208
4.2.3 石墨烯晶界的力學性質 209
4.2.4 石墨烯晶界的磁性 212
4.3 缺陷 214
4.3.1 石墨烯的缺陷 214
4.3.2 石墨烯缺陷的形成原因 220
4.3.3 石墨烯缺陷對其性質的影響 221
4.3.4 石墨烯缺陷的調控方法 226
4.3.5 雙層石墨烯的結構缺陷 227
4.4 褶皺 228
4.4.1 石墨烯中的漣漪與褶皺 228
4.4.2 褶皺的分類 230
4.4.3 褶皺的應用 231
4.4.4 褶皺的理論研究 232
4.4.5 褶皺的性質 233
4.4.6 低褶皺石墨烯的制備 234
4.4.7 褶皺石墨烯的新特性 235
4.5 摻雜 238
4.5.1 氮摻雜石墨烯簡介 239
4.5.2 氮摻雜石墨烯亞晶格不對稱性的實驗觀察 240
4.5.3 偏析效應的理論模型 242
4.5.4 預測的電學性質 243
4.6 邊界 245
4.6.1 石墨烯邊界的性質 245
4.6.2 石墨烯邊界的結構及其穩(wěn)定性 247
4.6.3 石墨烯邊界的制造 254
4.6.4 CVD石墨烯的邊界 256
參考文獻 264
第5章 石墨烯的性質 276
5.1 電學性質 276
5.1.1 電場作用下的雙極性 277
5.1.2 超高的載流子遷移率 278
5.1.3 優(yōu)良的電導率 281
5.1.4 量子霍爾效應 282
5.1.5 基于石墨烯的超晶格物理 287
5.1.6 能帶調控 293
5.2 光學性質 301
5.2.1 線性光學性質 301
5.2.2 非線性光學性質 303
5.2.3 光吸收 304
5.2.4 等離激元 309
5.3 力學性質 316
5.3.1 彈性模量 316
5.3.2 彎曲剛度 323
5.3.3 斷裂強度 325
5.3.4 斷裂韌性 326
5.3.5 黏附作用力 327
5.3.6 剪切作用力 330
5.3.7 摩擦性能 332
5.4 熱學性質 335
5.4.1 熱導率的理論研究 335
5.4.2 單層石墨烯熱導率的實驗測量 336
5.4.3 多層石墨烯與三維石墨烯泡沫的熱導率 340
5.4.4 熱膨脹系數(shù) 341
5.4.5 其他熱學性質 343
5.5 化學性質 344
5.5.1 耐腐蝕性 345
5.5.2 氣敏性質 347
5.5.3 共價鍵型功能化 349
5.5.4 非共價鍵型功能化 358
5.6 其他性質 361
5.6.1 離子滲透 361
5.6.2 鐵磁性 363
5.6.3 浸潤性 368
參考文獻 369
第6章 石墨烯的器件應用 381
6.1 電子器件 381
6.1.1 數(shù)字晶體管 381
6.1.2 射頻晶體管 386
6.1.3 憶阻器 390
6.1.4 柔性電子器件 393
6.2 光電器件 397
6.2.1 光電探測器 397
6.2.2 太陽能電池 404
6.2.3 有機發(fā)光二極管 409
6.2.4 觸摸屏 415
6.3 傳感器件 417
6.3.1 氣體傳感器 418
6.3.2 力學傳感器 422
6.3.3 生物傳感器 427
6.3.4 其他傳感器 431
6.4 其他光/電器件 434
6.4.1 石墨烯光調制器 434
6.4.2 微納機電系統(tǒng) 437
參考文獻 440
第7章 總結與展望 455
關鍵詞索引 464
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