一層石墨烯集成

圖10　可完全卷曲的納米發電機的輸出特性．
（a） 發電機的輸出極性與電流大小；（b）卷曲與非卷曲時的輸出電流

5 結論

在短短的幾年間，石墨烯以其具有的優異性能及各種潛在的應用前景，得到快速發掘和開發. 與此同時，人們需要大量高質量、結構完整的石墨烯材料. 這就要求提高或進一步完善現有制備工藝的水平，探索新的制備路徑. 微機械法顯然不能滿足未來工業化的要求，直接剝離法能制備高質量的石墨烯，但產率太低、耗時太長; 化學氣相沉積法可以制備出大面積且性能優異的石墨烯薄膜材料，但現有的工藝不成熟以及成本較高都限制了其大規模應用，因此還需進一步探索、完善. 氧化還原法雖然能夠以相對較低的成本制備出大量的石墨烯，但即使被強還原劑還原后，石墨烯的原始結構也并不能完全恢復(特別是經過共價修飾后的石墨烯)，而使其電子結構及晶體的完整性均受到嚴重的破壞，一定程度上限制了其在某些領域(如精密的微電子領域)中的應用. 因此，如何大量、低成本制備出高質量的石墨烯材料仍是未來研究的一個重點. 此外，由于表面修飾能改善或豐富石墨烯的各種性能，也應該關注如何更好的修飾，特別是非共價修飾，進一步提高石墨烯各方面性能，促進其器件化、工業化、商品化的進程。

參考文獻：
[1] 黃桂榮，陳建.石墨烯的合成與應用[J].炭素技術，2009，28（1）：35-39.
[2] 石墨烯.http://baike.baidu.com/view/1744041.htm.
[3]《自然》：大規模生產低成本石墨烯已成可能[J]，磨料磨具通訊，200（92）：30-32.
[4] 馮衛東.IBM展示運行速度最快的石墨烯晶體管[J].現代物理知識，2010，2（21）：27.
[5] 英法研制出超快鎖模石墨烯激光器[J].光機電信息，2010（5）：53-54.
[6] 代波，邵曉萍，等.新型碳材料——石墨烯的研究進展[J].材料導報，2010，24(2):17-21.
[7] 我國科學家率先實現基于石墨烯的各向異性刻蝕技術[J].傳感器世界，2010(9):38-39.
[8] 國家納米科學中心石墨烯納米生物傳感器研究取得突破[J].傳感器世界，2010(4):40-41.
[9] 石墨烯納米抗菌材料研究獲進展[J].材料導報，2010，24(9):24.
[10] 徐秀娟，秦金貴，李振. 石墨烯研究進展. 化學進展，2009，21(12):2559 2567.
[11] 黃毅，陳永勝. 石墨烯的功能化及其相關應用. 中國科學B 輯，2009，39(9): 887 896.
[12] 李旭，趙衛峰，陳國華. 石墨烯的制備與表征研究. 材料導報，2008，22(8):48-52.
[13] Novoselov K S，Geim A K，Morozov S V，et al. Electric field effectin atomically thin carbon films. Science，2004，306(5696):666 669.
[14] Geim A K，Novoselov K S. The rise of graphene. Nat. Mater.，2007，6(3): 183 191.
[15] Geim A K. Graphene: status and prospects. Science，2009，324(5934): 1530 1534.
[16] Wu J S，Pisula W，Mullen K. Graphenes as potential material forelectronics. Chem. Rev.，2007，107(3): 718 747.
[17] Rao C N R，Sood A k，Voggu R，et al. Some novel attributes of graphene. J. Phys. Chem. Lett.，2010，1(2): 572 580.
[18] Allen M J，Tung V C，Kaner R B. Honeycomb carbon: a review of Graphene. Chem. Rev.，2010，110(1): 132 145.
[19] Zhang Y，Tan J W，Stormer H L，et al. Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry's phase in graphene. Nature，2005，438: 201 204.
[20] Bolotin K I，Sikes K J，Jiang Z，et al. Ultrahigh electron mobility in suspended graphene. Solid State Commun.，2008，146(9/10):351 355.
[21] Stankovich S，Dikin D A，Piner R D，et al. Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide. Carbon，2007，45(7): 1558 1565.
[22] Hernandez Y，Nicolosi V，Lotya M，et al. High-yield production of graphene by liquid-phase exfoliation of graphite. Nat. Nanotech-nol.，2008，3(9): 563 568.
[23] Khan U，O'Neill A，Lotya M，et al. High-concentration solvent exfoliation of graphene. Small，2010，6(7): 864 871.
[24] Hamilton C E，Lomeda J R，Sun Z，et al. High-yield organic dispersions of unfunctionalized graphene. Nano Lett.，2009，9(10):3460 3462.
[25] Biswas S，Drzal L T. A novel approach to create a highly ordered monolayer film of graphene nanosheets at the liquid interface. Nano Lett.，2009，9(1): 167 172.
[26] Qian W，Hao R，Hou Y，et al. Solvothermal-assisted exfoliation process to produce graphene with high yield and high quality.Nano Res.，2009，2: 706 712.
[27] Lotya M，Hernandez Y，King P J，et al. Liquid phase production of graphene by exfoliation of graphite in surfactant/water solutions. J.Am. Chem. Soc.，2009，131(10): 3611 3620.
[28] De S，King P J，Lotya M，et al. Flexible，transparent，conducting films of randomly stacked graphene from surfactant-stabilized，oxide-free graphene dispersions. Small，2010，6(3): 458 464.
[29] Englert J M，R hrl J，Schmidt C D，et al. Soluble graphene: generation of aqueous graphene solutions aided by a perylenebisimide-based bolaamphiphile. Adv. Mater.，2009，21(42): 4265 4269.
[30] Li X，Zhang G，Bai X，et al. Highly conducting graphene sheets and Langmuir–Blodgett films. Nat. Nanotechnol.，2008，3(9):538 542.
[31] Janowska I，Chizari K，Ersen O，et al. Microwave synthesis of large few-layer graphene sheets in aqueous solution of ammonia.Nano Res.，2010，3(2): 126 137.
[32] Pu N W，Wang C，Sung Y，et al. Production of few-layer grapheme by supercritical CO2 exfoliation of graphite. Mater. Lett.，2009，63(23): 1987 1989.
[33] Knieke C，Berger A，Voigt M，et al. Scalable production of graphene sheets by mechanical delamination. Carbon，2010，48(11):
[34] Srivastava S K，Shukla A K，Vankar V D，et al. Growth，structure and field emission characteristics of petal like carbon nano-structured thin films. Thin Solid Films，2005，492(1/2):124 130.
[35] Zhu M，Wang J，Outlaw R A，et al. Synthesis of carbon nanosheetsand carbon nanotubes by radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition. Diam. Relat. Mater.，2007，16(2): 196 201.
[36] Wang J，Zhu M，Outlaw R A，et al . Synthesis of carbon nanosheetsby inductively coupled radio-frequency plasma enhanced chemical vapor deposition. Carbon，2004，42(14): 28672872.
[37] Berger C，Song Z，Li X，et al. Electronic confinement and coherence in patterned epitaxial graphene. Science，2006，312(5777):1191 1196.
[38] Berger C，Song Z，Li T，et al. Ultrathin epitaxial graphite: 2D electron gas properties and a route toward graphene-based nanoelectronics. J. Phys. Chem. B，2004，108(52): 19912 19916.
[39] Kim K S，Zhao Y，Jang H，et al. Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes. Nature，2009，457(7230): 706 710.
[40] Lee Y，Bae S，Jang H，et al. Wafer-scale synthesis and transfer of graphene films. Nano Lett.，2010，10(2): 490 493.
[41] Reina A，Jia X，Ho J，et al. Large area，few-layer graphene films onarbitrary substrates by chemical vapor deposition. Nano Lett.，2009，9(1): 30 35.
[42] Faugeras C，Faugeras B，Orlita M，et al. Thermal conductivity of graphene in corbino membrane geometry. ACS Nano，2010，4(4):1889 1892.
[43] Sutter P W，Flege J I，Sutter E A. Epitaxial graphene on ruthenium.Nat. Mater.，2008，7(5): 406 411.
[44] 劉忠良. 碳化硅薄膜的外延生長、結構表征與石墨烯的制備. 合肥: 中國科學技術大學博士論文，2009.
[45] Compton O C，Nguyen S T. Graphene oxide，highly reduced graphene oxide and graphene: versatile building blocks for carbonbased materials. Small，2010，6(6): 711 723.
[46] Dreyer D R，Park S，Bielawski C W，et al. The chemistry of graphene oxide. Chem. Soc. Rev.，2010，39(1): 228 240.
[47] Tsuyoshi N，Yoshiaki M. Formation process and structure of graphite oxide. Carbon，1994，32 (3): 469 475.
[48] Staudenmaier L. Verfahren zur darstellung der graphits ure. Ber. Dt.Sch. Chem. Ges.，1898，31(2): 1481 1487.
[49] Brodie B C. Sur le poids atomique du graphite. Ann. Chim. Phys.，1860，59: 466 472.
[50] Hummers W，Offeman R. Preparation of graphitic oxide. J. Am.Chem. Soc.，1958，80(6): 1339.
[51] Chattopadhyay J，Mukherjee A，Billups W E，et al. Graphite epoxide. J. Am. Chem. Soc.，2008，130(16): 5414 5415.
[52] Wissler M. Graphite and carbon powders for electrochemical applications. J. Power Sources，2006，156(2): 142 150

作者：無機光電0901 3090707020 黃飛飛