碳材料的拉曼光谱_.pdf

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1、常见碳材料及其拉曼光谱常见碳材料及其拉曼光谱常见碳材料及其拉曼光谱常见碳材料及其拉曼光谱陈翠红陈翠红陈翠红陈翠红2008.12.02常见的碳材料有常见的碳材料有常见的碳材料有常见的碳材料有:三维的石墨三维的石墨三维的石墨三维的石墨，，，，金刚石金刚石金刚石金刚石二维的石墨烯二维的石墨烯二维的石墨烯二维的石墨烯，，，，碳纳米带碳纳米带碳纳米带碳纳米带一维的碳纳米管一维的碳纳米管一维的碳纳米管一维的碳纳米管，，，，碳纳米线碳纳米线碳纳米线碳纳米线零维的富勒烯零维的富勒烯零维的富勒烯零维的富勒烯（（（（CCCC））））60606060建筑学家理查德建筑学家

2、理查德建筑学家理查德建筑学家理查德富勒富勒富勒富勒（（（（巴克明斯特巴克明斯特巴克明斯特巴克明斯特··））））设计的美国万国博览馆球形圆顶薄壳建筑设计的美国万国博览馆球形圆顶薄壳建筑设计的美国万国博览馆球形圆顶薄壳建筑设计的美国万国博览馆球形圆顶薄壳建筑RichardBuckminsterFuller。。。。石墨的拉曼光谱石墨的拉曼光谱石墨的拉曼光谱石墨的拉曼光谱自然界中并不存在宏观尺寸的石墨单晶自然界中并不存在宏观尺寸的石墨单晶自然界中并不存在宏观尺寸的石墨单晶自然界中并不存在宏观尺寸的石墨单晶，，，，而是含有许许而是含有许许而是含有许许而是含有许

3、许多多任意取向的微小晶粒多多任意取向的微小晶粒多多任意取向的微小晶粒多多任意取向的微小晶粒（（（（?）。）。）。）。100um））））是人工生长的一种石墨是人工生长的一种石墨是人工生长的一种石墨是人工生长的一种石墨，，，，其碳其碳其碳其碳平面几乎完美地沿其垂直方向堆叠平面几乎完美地沿其垂直方向堆叠平面几乎完美地沿其垂直方向堆叠平面几乎完美地沿其垂直方向堆叠，，，，然而沿着石墨平面然而沿着石墨平面然而沿着石墨平面然而沿着石墨平面内内内内，，，，晶粒仍然存在任意取向但非常小晶粒仍然存在任意取向但非常小晶粒仍然存在任意取向但非常小晶粒仍然存在任意取向但非常

4、小。。。。高定向热解石墨高定向热解石墨高定向热解石墨高定向热解石墨（（（（HOPG?））））结构不同结构不同结构不同结构不同，，，，拉曼光谱不同拉曼光谱不同拉曼光谱不同拉曼光谱不同（（（（1是由碳环或长链中是由碳环或长链中是由碳环或长链中是由碳环或长链中（（（（））））12Gband(~1580cm)--原子对的拉伸运动产生的原子对的拉伸运动产生的原子对的拉伸运动产生的原子对的拉伸运动产生的。。。。（（（（的所有的所有的所有的所有2sp））））缺陷和无序诱导缺陷和无序诱导缺陷和无序诱导缺陷和无序诱导））））的产生的产生的产生的产生-1（（（（3~13

5、60cmD-band。））））一般我们用一般我们用一般我们用一般我们用峰的强度比来衡量碳材料峰的强度比来衡量碳材料峰的强度比来衡量碳材料峰的强度比来衡量碳材料的无序度的无序度的无序度的无序度。。。。峰与峰与峰与峰与（（（（4GD商用石墨商用石墨商用石墨商用石墨1355cm1355cm1355cm1355cm----1111峰的出现归结于微晶尺寸效应使得没峰的出现归结于微晶尺寸效应使得没峰的出现归结于微晶尺寸效应使得没峰的出现归结于微晶尺寸效应使得没有拉曼活性的某些声子在选择定则改变后变得有拉曼活性的某些声子在选择定则改变后变得有拉曼活性的某些声子在选

6、择定则改变后变得有拉曼活性的某些声子在选择定则改变后变得有了拉曼活性有了拉曼活性有了拉曼活性有了拉曼活性。。。。发现发现发现发现DDDD模对于拉曼活性模对于拉曼活性模对于拉曼活性模对于拉曼活性GGGG模的相对强度与样品中模的相对强度与样品中模的相对强度与样品中模的相对强度与样品中石墨微晶尺寸的大小相关石墨微晶尺寸的大小相关石墨微晶尺寸的大小相关石墨微晶尺寸的大小相关。。。。的发现及其研究的发现及其研究的发现及其研究的发现及其研究D--band年最先报道了无序诱导的年最先报道了无序诱导的年最先报道了无序诱导的年最先报道了无序诱导的模模模模。。。。197

7、0D年年年年，，，，一些人利用不同的激发光能量研究了石墨的拉曼光谱一些人利用不同的激发光能量研究了石墨的拉曼光谱一些人利用不同的激发光能量研究了石墨的拉曼光谱一些人利用不同的激发光能量研究了石墨的拉曼光谱，，，，得出得出得出得出1981D模频率随激发光能量的线性移动模频率随激发光能量的线性移动模频率随激发光能量的线性移动模频率随激发光能量的线性移动。。。。斜率在斜率在斜率在斜率在之间之间之间之间。。。。40~50cm-1/ev年年年年，，，，一些人通过实验总结了一些人通过实验总结了一些人通过实验总结了一些人通过实验总结了模强度和样品中各种无序或缺陷的

8、相模强度和样品中各种无序或缺陷的相模强度和样品中各种无序或缺陷的相模强度和样品中各种无序或缺陷的相1990D