拉曼光谱与透射电镜分析.ppt

拉曼光谱与透射电镜分析 报告人：杨 珊 珊 Raman Spectrum of Graphene and Graphene Layers 石墨烯的特性 文献中所用的材料分析方法 高分辨透射电子显微镜的分辨率可以达到单个原子量级。可反映石墨烯的层数、堆垛方式、边缘原子结构及变化、内部缺陷（如五七环结构）和表面吸附原子等信息 拉曼光谱可有效地表征石墨烯的层数，掺杂程度、电子能带结构、堆垛方式等 XRD、FTIR、AFM、SEM等 TEM 特点：可以进行组织形貌与晶体结构的同位分析 中间镜物平面与物镜像平面重合 中间镜的物平面与物镜背焦面重合 Raman光谱 基本原理 拉曼光谱与红外吸收光谱是测量薄膜样品中分子振动的振动谱 分子振动依赖于薄膜的化学组成、结构、化学键合，直接决定分子振动能的是分子间的化学键合 当一束光照射样品时，与样品分子振动频率相同的光便会被分子共振吸收 Raman光谱特点 优点 简单有效无损 Raman光谱的常规扫描范围为40-4000cm-1。 固体粉末样品、高聚物、纤维、单晶、溶液等各种样品皆可以做拉曼光谱。 水的Raman光谱很弱，所以水是优良的溶剂。 缺点 不同振动峰重叠和Raman散射强度容易受光学系统参数等因素的影响 荧光现象对傅立叶变换Raman光谱分析的干扰 * * 图1?? 石墨烯及其构建的零维富勒烯、一维碳纳米管和三维石墨 形貌图像 成像操作 衍射操作 衍射斑点 （a）单晶 （b）多晶 （c）非晶 图2 单晶、多晶和非晶的电子衍射花样 h(?0 + ??) E0 E1 E1 + h?0 E2 + h?0 h ?? h?0 h(?0 - ??) ANTI-STOKES ?0 - ?? Rayleigh STOKES ?0 + ?? ?0 G峰 2D峰 D峰：1360cm-1左右，是由环的对称由环的对称呼吸振动模式引起的，通俗的讲是由混乱度增加而引起的，与石墨的晶粒尺寸和杂质缺陷有关 G峰：1570cm-1左右，是由C-C键的对称伸缩振动引起的，是体相晶态石墨的典型拉曼峰，强度与晶体的尺寸有关 ID/IG可作为sp2键碳材料晶体结构的有序度和晶粒尺寸的检测标准，其积分比值越大，样品的缺陷越多，石墨化程度越低 2D峰：2722cm-1左右，对应于无序拉曼模的和频，在完整的石墨晶体和缺陷的存在的情况下有拉曼活性，固有较强的拉曼信号，当样品石墨化程度很低时，2D峰通常很弱很宽 G峰和D峰都是由sp2化学振动引起