【摘 要】
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自从石墨烯2004年被发现以来，短短几年间，石墨烯的研究得到了迅速发展。石墨烯因其优异特性使得成为研究的热点，成为最有潜力的碳基纳米材料之一。然而石墨烯尚有许多特性有待人
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自从石墨烯2004年被发现以来，短短几年间，石墨烯的研究得到了迅速发展。石墨烯因其优异特性使得成为研究的热点，成为最有潜力的碳基纳米材料之一。然而石墨烯尚有许多特性有待人们去揭示，石墨烯研究还有诸多挑战，例如：如何制备高质量的石墨烯?如何准确快速的观测石墨烯的特性?如何实现对石墨烯进行纳米加工，且实现新颖的石墨烯器件?本文主要针对石墨烯制备过程中的一些关键技术和参数进行探索并优化，通过多种技术途径对石墨烯进行形貌和结构表征，并研究一种石墨烯点光源器件及其性能。本论文研究了石墨烯制备和转移的关键技术。利用化学气相沉积(CVD)技术，借助金属Cu或镍作为催化剂，制备了单层和多层的石墨烯，研究了不同生长条件对石墨烯生长的影响；同时研究了金属催化剂图形化后的石墨烯合成工艺。在石墨烯转移方面，本论文提出一种对衬底进行预处理的工艺，减少溶液表面张力对转移的影响；同时找到了一种将石墨烯转移到柔软衬底上的技术，石墨烯的转移效率和成功率均明显提高。本论文对石墨烯的结构特性进行了较全面的表征。利用光学显微镜、Raman和AFM等研究了石墨烯表面的皱褶、折叠、起伏、晶界、孪晶界和台阶等形貌，并系统研究了石墨烯皱褶、折叠、晶界、孪晶界对Raman光谱的影响。发现石墨烯上的皱褶对Raman频率会导致红移现象，不同孪晶面上的石墨烯对Raman光谱的强度和频率有明显影响。本论文成功研制了一种纳米尺度石墨烯点光源器件，可在室温、大气环境中正常工作，具有良好的发光稳定性，演示器件可持续稳定发光5000秒以上；发光位置集中在金属和石墨烯接触之处，发光光谱峰位在红光区和近红外区；其发光机理尚不清楚，但初步认为可能是隧穿诱导的石墨烯带隙辐射跃迁所致。
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