石墨烯是sp2碳原子緊密堆積形成的六邊形蜂窩狀結構的二維原子晶體，是構建其它sp2雜化碳的同素異形體的基本組成部分，可以堆垛形成三維的石墨，卷曲形成一維的碳納米管，也可以包裹形成零維的富勒烯。

石墨烯及碳同素異構體

直到 2004 年，英國曼徹斯特大學的Geim和No voselov等使用膠帶剝離技術，才**成功地制備出了單層石墨烯，這一發現也推翻了科學家關于理想的二維晶體材料由于熱力學不穩定性而不能在室溫下存在的預言。
作為一種理想的二維原子晶體 ，石墨烯具有超高的電導率和熱導率、巨大的理論比表面積、極高的楊氏模量和抗拉強度，可望在微納電子器件、光電檢測與轉換材料、結構和功能增強復合材料及儲能等廣闊的領域得到應用。

拉曼光譜的石墨烯表征

對于石墨烯的研究者來說，確定其層數以及量化無序性是至關重要的。顯微拉曼光譜恰好就是表征上述兩種性能的標準理想分析工具。石墨烯的典型拉曼光譜圖如圖所示：

石墨烯的拉曼光譜由若干峰組成，主要為G峰，D峰以及G'峰。G峰是石墨烯的主要特征峰，是由sp2碳原子的面內振動引起的，它出現在1580cm^-1附近，該峰能有效反映石墨烯的層數，但極易受應力影響。
D峰通常被認為是石墨烯的無序振動峰，該峰出現的具體位置與激光波長有關，它是由于晶格振動離開布里淵區中心引起的，用于表征石墨烯樣品中的結構缺陷或邊緣。
    G'峰，也被稱為2D峰，是雙聲子共振二階拉曼峰，用于表征石墨烯樣品中碳原子的層間堆垛方式，它的出峰頻率也受激光波長影響。舉例來說，上圖為514.5nm激光激發下單層石墨烯的典型拉曼光譜圖。其對應的特征峰分別位于1582cm^-1附近的G峰和位于2700cm^-1左右的G'峰，如果石墨烯的邊緣較多或者含有缺陷，還會出現位于1350cm^-1左右的D峰，以及位于1620cm^-1附近的D'峰。單層石墨烯的G'峰尖銳而對稱，并具有**的單洛倫茲(Lorentzien)峰型。單層石墨烯的G'峰強度大于G峰，且隨著層數的增加，G'峰的半峰寬(FWHM: full width at half maximum)逐漸增大且向高波數位移(藍移)。

如何判斷石墨烯的質量?

拉曼光譜在表征石墨烯材料的缺陷方面具有獨特的優勢，帶有缺陷的石墨烯在1350cm^-1附近會有拉曼D峰，一般用D峰與G峰的強度比(ID/IG)以及G峰的半峰寬(FWHM)來表征石墨烯中的缺陷密度。

由于石墨烯的帶隙為零，通過化學修飾在sp2碳上引入sp3碳缺陷是人們打開石墨烯帶隙的重要方法之一，因而D峰也是衡量其化學修飾程度的一個重要的指標。另外，石墨烯的層間堆垛方式、所處的環境溫度、應力作用以及基底效應也會反映在其拉曼光譜特征峰的變化上。

石墨烯拉曼光譜與層數的關系

上圖為1-10層石墨烯的拉曼光譜，1~4層石墨烯的G峰強度有所不同，且G'峰也有其各自的特征峰型以及不同的分峰方法。因此，G峰強度和G'峰的峰型常被用來作為石墨烯層數的判斷依據。隨著石墨烯層數超過3層時，G峰出現在1582 cm^-1和1598 cm^-1處，低強度峰的峰強也隨著層數的增加而增加。

SENTERRA II拉曼顯微鏡

顯微拉曼是傳統光學顯微鏡和拉曼光譜儀獨特的化學鑒別優勢的有機組合體。這兩種分析技術本身都相當強大，但將他們結合在一起之后，則可能對*小物體（> 0.5 μm）進行化學分析，因此，這兩種技術的結合將光譜與空間信息聯系了起來。

為了獲得**和可靠的顯微拉曼測試結果，波長軸的**校準至關重要。顯微拉曼的許多操作變化通常都會對波數準確性產生或多或少的不利影響。（重新）校準通過測量單晶硅標準物質來進行，但SENTERRA II作為一款現代化的顯微拉曼具備*方便智能的連續實時自動校準功能。

SENTERRA II 技術亮點：

1.全自動化的硬件
2.一鍵切換 4 個內置激光器
3.SureCal實時校準技術
4.快速3D拉曼成像
5.自定義工作流程
6.強大的光譜識別和分析功能
7.聯用傅立葉拉曼技術，規避熒光干擾