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AFM表征石墨烯原理

2018.4.03

AFM可用于了解石墨烯细微的形貌和确切的厚度信息,属于扫描探针显微镜,它利用针尖和样品之间的相互作用力传感到微悬臂上,进而由激光反射系统检测悬臂弯曲形变,这样就间接测量了针尖样品间的作用力从而反映出样品表面形貌。因此,表征方法主要表征片层的厚度、表面起伏和台阶等形貌,及层间高度差测量。

原子力显微技术是判定是否是石墨烯的最好的表征方法,因为能够直接用它就能观察到石墨烯的表面形貌,同时还能测出此石墨烯的厚薄程度,然后再与单层的石墨烯的厚度进行对比,从而确定是否存在单层石墨烯。但是AFM也有缺点,就是它的效率很低。这是因为在石墨烯的表面常会有一些吸附物存在,这会使所测出的石墨烯的厚度会略大于它的实际厚度。

1522733561943025.jpg图3 石墨烯的结构图和其AFM图像[1,2]

图3中a显示的是单层的碳原子进行紧密排列而构成的二维的点阵结构;图b显示的是石墨烯的AFM图像,扫描探针显微结构中,AFM可以直接观测到其表面形貌,并测出厚度,但是最大的缺点就是效率低,而且由于表面不纯净,常会有吸附物存在,导致测出的厚度要稍大于实际厚度。


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