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(lǐng)域多年研究成果的積累，并結(jié)合國內(nèi)外最新的研究進(jìn)展，圍繞化學(xué)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(xué)氣相沉積生長方法與機(jī)制、控制生長、結(jié)構(gòu)特征、獨(dú)特性質(zhì)以及典型器件應(yīng)用，并在深入剖析現(xiàn)有問題與挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上展望了研究趨勢和發(fā)展前景。全書共7章，涵蓋了該領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)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(jié)構(gòu)與表征方法 2
1.2.1 堆垛構(gòu)型 3
1.2.2 晶界 4
1.2.3 褶皺 6
1.2.4 點(diǎn)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(xué)性質(zhì)與測試方法 10
1.3.2 熱學(xué)性質(zhì)與測試方法 13
1.3.3 光學(xué)性質(zhì)與測試方法 15
1.3.4 力學(xué)性質(zhì)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(yīng)用 21
參考文獻(xiàn) 22
第2章 石墨烯的化學(xué)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(shè)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(jié)構(gòu) 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(zhì)結(jié)構(gòu) 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(lán)寶石基底 124
2.3.5 其他基底 126
參考文獻(xiàn) 127
第3章 石墨烯的轉(zhuǎn)移 145
3.1 轉(zhuǎn)移介質(zhì) 145
3.1.1 溶解去除型轉(zhuǎn)移介質(zhì) 146
3.1.2 結(jié)合力調(diào)控型轉(zhuǎn)移介質(zhì) 163
3.1.3 目標(biāo)基底型轉(zhuǎn)移介質(zhì) 167
3.2 基底腐蝕法 170
3.3 液相剝離轉(zhuǎn)移法 172
3.4 機(jī)械剝離法 177
3.5 卷對(duì)卷轉(zhuǎn)移 182
參考文獻(xiàn) 188
第4章 石墨烯的結(jié)構(gòu) 195
4.1 堆垛構(gòu)型 195
4.1.1 石墨烯的晶體結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu)的表征 203
4.2 晶界 205
4.2.1 石墨烯的晶界結(jié)構(gòu) 205
4.2.2 石墨烯晶界的電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì) 208
4.2.3 石墨烯晶界的力學(xué)性質(zhì) 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(duì)其性質(zhì)的影響 221
4.3.4 石墨烯缺陷的調(diào)控方法 226
4.3.5 雙層石墨烯的結(jié)構(gòu)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(yīng)用 231
4.4.4 褶皺的理論研究 232
4.4.5 褶皺的性質(zhì) 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(duì)稱性的實(shí)驗(yàn)觀察 240
4.5.3 偏析效應(yīng)的理論模型 242
4.5.4 預(yù)測的電學(xué)性質(zhì) 243
4.6 邊界 245
4.6.1 石墨烯邊界的性質(zhì) 245
4.6.2 石墨烯邊界的結(jié)構(gòu)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(xiàn) 264
第5章 石墨烯的性質(zhì) 276
5.1 電學(xué)性質(zhì) 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(dǎo)率 281
5.1.4 量子霍爾效應(yīng) 282
5.1.5 基于石墨烯的超晶格物理 287
5.1.6 能帶調(diào)控 293
5.2 光學(xué)性質(zhì) 301
5.2.1 線性光學(xué)性質(zhì) 301
5.2.2 非線性光學(xué)性質(zhì) 303
5.2.3 光吸收 304
5.2.4 等離激元 309
5.3 力學(xué)性質(zhì) 316
5.3.1 彈性模量 316
5.3.2 彎曲剛度 323
5.3.3 斷裂強(qiáng)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(xué)性質(zhì) 335
5.4.1 熱導(dǎo)率的理論研究 335
5.4.2 單層石墨烯熱導(dǎo)率的實(shí)驗(yàn)測量 336
5.4.3 多層石墨烯與三維石墨烯泡沫的熱導(dǎo)率 340
5.4.4 熱膨脹系數(shù) 341
5.4.5 其他熱學(xué)性質(zhì) 343
5.5 化學(xué)性質(zhì) 344
5.5.1 耐腐蝕性 345
5.5.2 氣敏性質(zhì) 347
5.5.3 共價(jià)鍵型功能化 349
5.5.4 非共價(jià)鍵型功能化 358
5.6 其他性質(zhì) 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(xiàn) 369
第6章 石墨烯的器件應(yīng)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(jī)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(xué)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(diào)制器 434
6.4.2 微納機(jī)電系統(tǒng) 437
參考文獻(xiàn) 440
第7章 總結(jié)與展望 455
關(guān)鍵詞索引 464
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