石墨烯及其制成設備

1. 石墨烯簡介

1.1 什么是石墨烯（Graphene）

    石墨烯（Graphene）是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，石墨烯不僅是已知材料中zui薄的一種，還非常牢固堅硬；作為單質，它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快。

1.2 石墨烯（Graphene）用途

• 石墨烯有抗菌物質
• 石墨烯能夠淡化海水
• 石墨烯能夠作為太陽能電池
• 石墨烯具備作為優秀的集成電路電子器件的理想性質
• 石墨烯可以用于超級電容器的導電電極，因石墨烯具有特高的表面面積對質量比例
• 石墨烯生物器件
• 作為導熱材料或者熱界面材料
• 單分子氣體偵測等等

2. 石墨烯制備方法

2.1 化學氣相沉積法(CVD)

碳氫化合物在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面，形成石墨烯，通過輕微的化學刻蝕，使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。

2.2 外延晶體生長法

通過加熱單晶碳化硅脫除硅，在單晶(0001) 面上分解出石墨烯片層。具體過程是：將經氧氣或氫氣刻蝕處理得到的樣品在高真空下通過電子轟擊加熱，除去氧化物。用俄歇電子能譜確定表面的氧化物*被移除后，將樣品加熱使之溫度升高至1250~1450℃后恒溫1~20min，從而形成極薄的石墨層。

2.3 微機械剝離法

2.4 氧化-還原法

2.5 溶劑剝離法

2.6 溶劑熱法

2.7 其它方法，石墨烯的制備方法還有高溫還原、光照還原、外延晶體生長法、微波法、電弧法、電化學法等。

總結：成本低，質量好的石墨烯制備還在研發當中，更多的研究單位加入到石墨烯行業當中，直接或間接會使用真空獲得設備。

2.3 采用CVD制成石墨烯辦法，需要在高真空的環境下，這就需要用到機械泵和分子泵。業界常使用的前級泵和分子泵主要是德國Pfeiffer公司的DUO和Hipace系列，如江南石墨烯有從伯東公司采購Hipace 300*2, DUO 20*3, HLT 560*1。其中Hipace 300是德國Pfeiffer Hipace系列300L/s抽速的渦輪分子泵，DUO 20是雙級旋片泵20m3/h抽速，HLT 560是伯東公司代理的德國氦質譜檢漏儀，現已升級為ASM 340.

伯東企業（上海）有限公司是德國普發*代理商。伯東真空 主營產品 德國 Pfeiffer 渦輪分子泵, 干式真空泵, 羅茨真空泵, 旋片真空泵; 應用于各種條件下的 真空測量(真空計, 真空規管); 氦質譜檢漏儀；質譜分析儀；真空系統以及 Cryo pump 冷凝泵/低溫泵, HVA 真空閥門, Polycold 冷凍機和美國KRI 離子源.Gamma離子泵。

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