常见的碳材料有:三维的石墨，金刚石二维的石墨烯，碳纳米带一维的碳纳米管，碳纳米线建筑学家理查德巴克明斯特（RichardBuckminsterFuller自然界中并不存在宏观尺寸的石墨单晶，而是含有许许多多任意取向的微小晶粒（100um高定向热解石墨（HOPG）是人工生长的一种石墨，其碳平面几乎完美地沿其垂直方向堆叠，然而沿着石墨平面内，晶粒仍然存在任意取向但非常小。）G-band(~1580cm-1）缺陷和无序诱导D-band（~1360cm-1）的产生。峰的强度比来衡量碳材料的无序度。1355cm-1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了拉曼活性。发现D模对于拉曼活性G模的相对强度与样品中石墨微晶尺寸的大小相关。商用石墨D--band的发现及其研究1970年最先报道了无序诱导的D1981年，一些人利用不同的激发光能量研究了石墨的拉曼光谱，得出模频率随激发光能量的线年，半岛综合体育官网登录入口一些人通过实验总结了D模强度和样品中各种无序或缺陷的相互关系，半岛综合体育官网登录入口证明无论石墨存在任何形式的无序，D模都会出现。无序诱导的D-band的产生---双共振拉曼散射D,2D-Band-DoubleResonancee-phononscatteringdefectscatteringE-holerecombinationD-Bandcm伴随着层数的增加强度提高2D-BandphononscatoppositemomentumE-holerecombination石墨的拉曼光谱不同点不同偏振方向的拉曼光谱模的相对强度与石墨微晶尺寸La的相互关系。）石墨一阶和二阶拉曼模的激发光能量依赖性。激发光能量增加，D模频率向高能方向移动。激发光波长在近红外到近紫外是线g光学膜的拉曼峰强不依赖于拉曼实验中激发光偏振方向。2g谱线在垂直和平行偏振配置下的强度不同，说明石墨微晶的尺寸较小并任意取向。的频率比G的两倍大，可能是纵向光学声子支的过度弯曲导致。声子频率的激发光能量依赖性及其他效应都起源于与石墨和其他sp2键碳材料特殊的电子能带结构相关的双共振拉曼散射效应。12Graphene的结构及其拉曼光半金属性石墨烯的手性石墨烯是一种其禁带宽度几乎为零的半金属/半导体材料在20062008年间,石墨烯已被制成弹道输运晶体管(ballistictrans平面场效应管(Field-EffectTrans13石墨烯的拉曼光谱Ramanspectra514nmbulkgraphitehavesimilarheight2Dpeak2700cm-1514nmRamanspectra633nmlayers.Graphene514nmbulkgraphitesinglelayergraphene.D2componentsbulkgraphitefourcomponents2Dbandlayergraphene633nm.）2layer2D峰由四个组成15单层及双层graphene2D峰的双共振过程声子支的分裂1.5cm-1所以归因为电子能级的分裂Bilayergraphene电子能带的分裂，使bilayer分裂为四个带oronlineOpticalimagetypicalMCGanglesbetweenedgestatisticalresultsanglemeasurementstandarddeviationIllustrationrelationshipbetweenanglesadjacentedges17当两相邻边缘的夹角是30，90两边缘有不同的手性，一个是armchair,一个是zigzag当夹角是60时，半岛综合体育官网登录入口有相同的手性。无序诱导的D峰的拉曼强度与边缘手性有关：在armchairedge的边缘D峰强度较强，在zigzag边缘较弱。18小结Graphene一般出现三个峰D,G,2D和2D峰具有激发光能量依赖性，SLG的2D峰是尖锐的单峰，BLG的2D峰有四个组成，其他的都是两个组成，可用来区分石墨烯单层与多层。2D峰起源于动量相反的两个声子参与的双共振拉曼过程。在所有sp2碳材料中均有发现。石墨烯根据边缘的不同，具有不同的手性，用拉曼光谱，根据D-band的拉曼强度可以识别grapheneedge的手性。对数百MCG的研究表明，MCG边缘夹角是30的倍数。两相邻边缘的夹角是30，90和150时，两边缘有不同的手性，一个是armchair,一个是zigzag。当夹角是60和120时，有相同的手19Hundredspeciesdepend碳纳米管(Carbonnanotube)是1991年才被发现的一种碳结构。理想纳米碳管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体SWNT的直径一般为1－6nm，最小直径大约为0.5nm，直径大于6nm以后特别不稳定，会发生SWNT管的塌陷，长度则可达几百纳米到几个微米MWNT的层间距约为0.34纳米，直径在几个纳米到几十纳米，长度一般在微米量级，最长者可达数毫米碳纳米管中的碳原子以s杂化，但是由于存在一定曲率所以其中也有一小部分碳属s202000年，香港科技大学的汤子康博士即宣布发现了世界上最细的纯碳纳米碳管0.4nm，这一结果已达到碳纳米管的理论极限值。最细的碳纳米管(0.4nm)具有极好的可弯折性密度小，硬度强，钢的100奇妙的碳纳米管“太空电梯”的绳索22二维石墨片的卷曲，沿不同点阵方向卷曲可形成不同类型的碳纳米管armchairZigzagchiral为整数),碳管为金属性。其他情况表现半导体性，并且禁带宽度正比于碳管直径的倒数。随着半导体纳米管直径增加，带隙变小，在大直径情况下，带隙为零，呈现金属性质。碳纳米管的性质24SWNTs的平均直径1.85nmCVD方法制备的单臂碳纳米管25普通的单个SWNTs的拉曼光谱有三个峰，RBMsRBM的频率=A/dt实验测定A=248cm-1nm，Si/SiO上生长的离散SWNTs比较准确。26碳纳米管的拉曼光谱G-bandGraphite:峰单一，尖锐对应q=Γ2gNanotubes:两个峰起源于graphite2gMetallicdiameterdependenceLOaxialdiameterdependence16000.81.01.21.41.61.82.02.22.5011600Diameter(nm) Semiconducting Metallictubes: Semiconductingtubes: 29无序诱导的D-band 在Si/SiO2衬底上CVD 法生长的离散单臂碳纳米管的大量拉曼光谱中 ，有一般有强度很弱的D-band 信号 与缺陷石墨D-band相比：较小的线 ，反应电子和声子的量子 限制效应。存在非对称展宽。

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