前言

由英国曼彻斯特大学物理学家A.K.Geim和K.S.Novoselov于2004年“重新发现”并因此于2010年获得诺贝尔物理学奖的石墨烯，是指由单层碳原子密堆成蜂窝状结构的二维晶体，厚度仅为0.34nm。石墨烯因其特别优异的电学、光学、热学、力学等性能被誉为“新材料之王”，在微电子、光电子、导热、新能源、传感、航天等领域具有广阔的应用前景。

与其他材料一样，石墨烯要获得真正应用，必须首先解决其制备问题。最初利用粘胶带获得石墨烯的微机械剥离法，操作简单，但只适合研究用样品的获得，无法进行规模化制备。目前，氧化还原及各种机械分离方法被广泛用于石墨烯粉体及浆料的制备，而大面积石墨烯薄膜的制备则主要是基于铜基底的化学气相沉积（CVD）法。该方法是本书作者之一李雪松教授于2009年在美国德州大学奥斯汀分校Ruoff课题组从事研究工作时发明的。受益于碳在铜中极低的溶解度以及石墨烯薄膜在铜表面的自限制生长机制，该方法很容易获得大面积高质量的石墨烯薄膜。这不但对石墨烯材料的研究与应用起到了很大的促进作用，也为石墨烯（薄膜）的产业化奠定了基础。目前，我国在石墨烯薄膜CVD制备领域，不论是科学研究还是产业化方面，均走在国际前列。

在这一背景下，作者结合自身多年来在石墨烯薄膜制备领域的研究经验，通过对这一领域的重要成果进行梳理与总结，编撰了这本《石墨烯薄膜制备》。本书主要介绍基于CVD法（包括等离子增强CVD法）的石墨烯薄膜制备技术，全书共分为8章。第1章为对石墨烯的概括性介绍，以方便读者对石墨烯有一个总体的认识。第2章是对CVD技术，尤其是与石墨烯薄膜制备相关的通用知识的一个基础性介绍。第3章至第5章详细介绍了基于金属基底，主要是铜基底的石墨烯CVD制备技术，其中第3章为石墨烯的成核与生长，偏重于理论研究的介绍，第4章是对如何控制石墨烯的成核进而获得大面积石墨烯单晶的工艺总结，第5章则对石墨烯的层数控制从原理上和影响因素上进行了分析。第6章是石墨烯转移技术的总结。第7章是对石墨烯薄膜工业化制备的探讨与总结，包括低温制备技术、非金属基底直接生长技术以及大面积规模化制备技术。最后，在第8章对现有技术面临的挑战做了简单的总结并展望了其发展趋势和前景。

本书第1、5、8章由李雪松编写，第2、6章及第7章第2节由陈远富编写，第3、4章及第7章第1、3节由青芳竹编写。侯雨婷、周金浩、牛宇婷、沈长青、詹龙龙、田洪军、侯宝森、王跃、刘春林、张羽丰、冉扬、周恩等参与了本书成稿前的校对工作，在此表示感谢。在本书编写过程中，我们参阅了大量相关专著及文献，所引文献列于每章之后，在此谨对相关作者表示感谢。特别感谢审稿人史浩飞对本书提出的中肯意见与建议。

本书力图通过对石墨烯薄膜制备相关技术进行全面系统的阐述，既方便初学者快速地了解这一技术，又能使科研与技术人员对这一技术有更深入的认识。期望本书能为石墨烯薄膜制备技术的进一步发展与创新提供启发与指导。由于作者水平有限，书中难免有疏漏和不妥之处，恳请读者与专家批评指正。

编著者

2018年8月

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