研究生: |
游慈卉 Yu, Tzu-Hui |
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論文名稱: |
使用顯微拉曼光譜儀研究多層石墨烯之氫化反應 Hydrogenation on multilayer graphene studied by miero-Raman spectroscopy |
指導教授: |
陳正中
Chen, J. C. |
口試委員: | |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
理學院 - 物理學系 Department of Physics |
論文出版年: | 2011 |
畢業學年度: | 99 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 42 |
中文關鍵詞: | 石墨烯 、顯微拉曼光譜儀 、氫化反應 |
外文關鍵詞: | Graphene, micro-Raman spectroscopy, Hydrogenation |
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本論文是以顯微拉曼光譜儀研究單層、雙層及多層(小於10層)石墨烯的氫化反應。氫化石墨烯,亦被稱為石墨烷,是由石墨烯經由氫化反應轉變而成,為一具有能隙之新材料。我們以機械剝離法製備石墨烯,並使用射頻氫氣電漿使石墨烯進行氫化反應,再觀察氫化反應前後石墨烯拉曼光譜之變化。
經過氫氣電漿處理,石墨烯之拉曼光譜除了原有的特徵峰值(G peak及2D peak),還會出現晶格缺陷所導致的D peak,我們認為可還原的D peak與氫化反應有關,故我們以可還原的D peak強度判斷氫化反應的程度,D peak與氫化反應的關係我們將於論文中說明。我們發現除了單層石墨烯可被氫化之外,雙層石墨烯,甚至多層石墨烯(小於10層)亦可被氫化,層數不同的石墨烯其氫化條件並不相同,層數較少的石墨烯較容易被氫化。我們以改變氫氣電漿處理時間作為氫化條件的改變,我們發現層數較多的石墨烯需要更長的處理時間才能達到氫化的目的。本實驗結果展現了氫化反應的複雜性,這些影響的因素是在對石墨烯進行化學修飾(chemical functionaliztion)時不可忽略的。
[1] P. R. Wallace, Phys. Rev. 71,622 (1947)
[2] A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov and A. K. Geim, Rev. Mod. Phys. 81, 109 (2009)
[3] B. Partoens and F. M. Peeters, Phys. Rev. B 74, 075404 (2006)
[4] D. D. L. Chung, J. Mater. Sci. 37, 1475 (2002)
[5] Jorge O. Sofo, Ajay S. Chaudhari and Greg D. Barber, Phys. Rev. B 75, 13401 (2007)
[6] Eduardo V. Castro, K. S. Novoselov, S. V. Morozov, N. M. R. Peres, J. M. B. Lopes dos Santos, Johan Nilsson, F. Guinea, A. K. Geim, and A. H. Castro Neto, Phys. Rev. Lett. 99, 216802 (2007)
[7] D. C. Elias, R. R, Nair, T. M. G. Mohiuddin, S. V. Morozov, P. Blake, M. P. Halsall, A. C. Ferrari, D. W. Boukhvalov, M. I. Katsnelson, A. K. Geim, K. S. Novoselov, Science 323, 610 (2009)
[8] Xiaolin Li, Guangyu Zhang, Xuedong Bai, Xiaoming Sun, Xinran Wang, Enge Wang, Hongjie Dai, Nature Nanotechnology 3, 538-542 (2008)
[9] K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004)
[10] S. V. Morozov, K. S. Novoselov, M. I. Katsnelson, F. Schedin, D. C. Elias, J. A. Jaszczak, and A. K. Geim, Phys. Rev. Lett. 100, 016602 (2008)
[11] Xuesong Li, Weiwei Cai, Jinho An, Seyoung Kim, Junghyo Nah, Dongxing Yang, Richard Piner, Aruna Velamakanni, Inhwa Jung, Emanuel Tutuc, Sanjay K. Banerjee, Luigi Colombo, Rodney S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009)
[12] Claire Berger, Zhimin Song, Tianbo Li, Xuebin Li, Asmerom Y. Ogbazghi, Rui Feng, Zhenting Dai, Alexei N. Marchenkov, Edward H. Conrad, Phillip N. First, and Walt A. de Heer, J. Phys. Chem. B, 108 (52), 19912 (2004)
[13] R. R. Nair, P. Blake, A. N. Grigorenko, K. S. Novoselov, T. J. Booth, T. Stauber, N. M. R. Peres, A. K. Geim, Science 320, 1308 (2008)
[14] P. Blake, E. W. Hill, A. H. Castro Neto, K. S. Novoselov, D. Jiang, R. Yang, T. J. Booth, and A. K. Geim, Appl. Phys. Lett. 91, 063124 (2007)
[15] John R. Ferraro, Kazuo Nakamoto and Chris W. Brown , Introductory Raman Spectroscopy, Elsevier (2003)
[16] A. C. Ferrari, J. C. Meyer, V. Scardaci, C. Casiraghi, M. Lazzeri, F. Mauri, S. Piscanec, D. Jiang, K. S. Novoselov, S. Roth, and A. K. Geim, Phys. Rev. Lett. 97, 187401 (2006)
[17] L.M. Malard, M.A. Pimenta, G. Dresselhaus and M.S. Dresselhaus, Physics Reports 473, 51 (2009)
[18] Balandin, Alexander A. and Ghosh, Suchismita and Bao, Wenzhong and Calizo, Irene and Teweldebrhan, Desalegne and Miao, Feng and Lau, Chun Ning, Nano Letters 8, 902 (2008)
[19] Jian-Hao Chen, Chaun Jang, Shudong Xiao, Masa Ishigami and Michael S. Fuhrer, Nature Nanotechnology 3, 206 (2008)
[20] S. Y. Zhou, G.-H. Gweon, A. V. Fedorov, P. N. First, W. A. de Heer, D.-H. Lee, F. Guinea, A. H. Castro Neto & A. Lanzara, Nature Materials 6, 770 (2007)
[21] D Landau and E.M. Lifshitz, Statistical Physics 3rd edition, Butterworth-Heinemann (1980)