石墨烯是碳的同素異形體大家族的又一個傳奇，也是當今橫跨學術界和產業界的超級明星，幾乎到了家喻戶曉、婦孺皆知的程度。當然，石墨烯是當之無愧的。作為由單層碳原子構成的蜂窩狀二維原子晶體材料，石墨烯擁有無與倫比的特性。理論上講，它是導電性和導熱性較好的材料，也是理想的輕質高強材料。正因如此，一經問世便吸引了全球範圍的關注。石墨烯有可能創造一個全新的產業，石墨烯產業將成為未來全球高科技產業競爭的高地，這一點已經成為國內外學術界和產業界的共識。從2004年至今，已經有了近十六年的歷史沉澱。無論是石墨烯的基等

●第 1章  碳的成鍵結構與同素異形體0011.1 碳的成鍵原理與成鍵結構0031.1.1 非共軛σ 鍵與π 鍵的形成0031.1.2 離域π 鍵0061.2 碳的同素異形體0091.2.1 金剛石0091.2.2 石墨與石墨烯0101.2.3 富勒烯0161.2.4 碳納米管0181.2.5 石墨炔0201.2.6 長鏈卡賓0231.3 同素異形體間的相互轉換023參考文獻027第章  石墨烯生長的基本概念0312.1 化學氣相沉積技術0332.1.1 基本定義0332.1.2 實驗條件和分類方法0342.2 碳源裂解反應0422.2.1 氣相碳源裂解過程0422.2.2 生長襯底表面的碳源裂解過程0452.3 生長動力學0472.3.1 金屬襯底溶碳能力的影響0472.3.2 步驟0482.3.3 生長邊緣結構0612.4 氫氣的作用068參考文獻075第3章  石墨烯在金屬襯底上的催化生長0793.1 銅表面上的生長0873.1.1 表面自生長0873.1.2 雙層石墨烯的生長方法0953.2 鎳表面上的生長1003.2.1 偏析生長1003.2.2 層數控制1073.3 其他金屬表面上的生長1113.3.1 ⅠB ⅡB 族過渡金屬上石墨烯的生長1113.3.2 ⅧB 族過渡金屬上石墨烯的生長1123.3.3 ⅣB ⅥB 族過渡金屬上石墨烯的生長1153.3.4 ⅦB 族過渡金屬上石墨烯的生長1163.4 合金表面上的生長1173.4.1 Cu Ni合金1183.4.2 Ni Mo合金1203.4.3 Au Ni和Pd Co合金1223.5 晶面取向對生長的影響1233.5.1 晶面對石墨烯生長速度的影響1243.5.2 晶面對石墨烯取向的影響1263.5.3 晶面對石墨烯形狀的影響1293.5.4 襯底晶面與石墨烯的相互作用1313.6 褶皺的定義與形成機制1323.6.1 熱力學導致的本征漣漪1323.6.2 化學氣相沉積生長過程形成的褶皺1343.6.3 轉移過程導致的褶皺1363.6.4 褶皺對石墨烯性質的影響1373.6.5 無褶皺石墨烯的生長方法141參考文獻145第4章  石墨烯在絕緣襯底上的生長1514.1 絕緣襯底的特殊性1534.1.1 碳源熱裂解1544.1.2 傳質和表面反應過程1554.2 絕緣襯底上的石墨烯生長方法1594.2.1 熱裂解生長方法1594.2.2 等離子體增強化學氣相沉積生長方法1624.2.3 催化劑輔助生長法1644.3 六方氮化硼表面生長石墨烯1674.3.1 六方氮化硼表面生長石墨烯的意義1674.3.2 六方氮化硼表面生長石墨烯的方法171參考文獻179第5章  大單晶石墨烯的生長方法1855.1 成核1895.1.1 成核過程1895.1.2 成核密度與成核勢壘1955.2 疇區拼接1995.3 大單晶石墨烯的生長方法2035.3.1 單一成核位點外延生長方法2045.3.2 多點同取向成核的無縫拼接法216參考文獻223第6章  超潔淨石墨烯的制備方法2276.1 CVD 生長過程中石墨烯的本征污染問題2296.2 本征污染的成因2386.2.1 氣相反應的復雜性2386.2.2 襯底表面上的碳化和石墨化過程2426.3 直接生長法制備超潔淨石墨烯2476.3.1 泡沫銅助催化生長法2496.3.2 含銅碳源助催化生長法2536.4 後處理法制備超潔淨石墨烯2576.4.1 二氧化碳氧化刻蝕技術2576.4.2 魔力粘毛輥技術261參考文獻264第7章  摻雜石墨烯的生長方法2677.1 石墨烯的摻雜類型2697.2素摻雜2727.2.1 氮摻雜2727.2.2 硼摻雜2807.2.3素摻雜2857.素共摻雜2887.3.1 硼氮共摻雜2887.3.2 選區摻雜2907.4 摻雜結構的調控294參考文獻299第8章  石墨烯玻璃的CVD 生長方法3038.1 玻璃的化學組成及其作為CVD 生長襯底的特殊性3068.2 石墨烯玻璃的高溫生長方法3088.2.1 常壓CVD 生長法3088.2.2 低壓CVD 生長法3118.2.3 熔融床CVD 生長法3138.3 石墨烯玻璃的PECVD 生長方法3168.3.1 垂直取向石墨烯的PECVD 生長3178.3.2 水平取向石墨烯的PECVD 生長3198.4 石墨烯玻璃的規模化制備3208.4.1 規模化制備裝備3208.4.2 規模化制備工藝3228.5 石墨烯玻璃的應用展望323參考文獻327第9章  粉體石墨烯的CVD 生長方法3319.1 粉體石墨烯的常規制備方法3349.1.1 氧化還原法3349.1.2 液相剝離法3359.1.3 其他方法3359.2 粉體石墨烯的模板CVD 生長方法3369.2.1 金屬顆粒模板法3369.2.2 非金屬顆粒模板法3389.2.3 復雜分級結構石墨烯的模板生長法3429.3 粉體石墨烯的無模板CVD 生長方法3489.3.1 微波等離子體輔助生長法3489.3.2 電弧放電生長法3499.4 粉體石墨烯的生長機制349參考文獻350第 10章  泡沫石墨烯的制備方法35310.1 泡沫石墨烯材料35510.2 組裝法制備泡沫石墨烯35610.2.1 水熱還原法35610.2.2 化學還原法35910.2.3 冷凍干燥法36010.2.4 3D 打印法36110.2.5 其他方法36210.3 化學氣相沉積法制備泡沫石墨烯36410.3.1 模板法36410.3.2 無模板法375參考文獻378第 11章  石墨烯薄膜的規模化生長技術38111.1 制備工藝38411.1.1 批次制程38411.1.2 卷對卷制程38611.2 工業級別的制備裝備38811.2.1 熱壁化學氣相沉積38811.2.2 冷壁化學氣相沉積39011.2.3 等離子體化學氣相沉積39311.3 批量制備的關鍵參數39611.3.1 碳源39611.3.2 腔體壓力398參考文獻401第 12章  轉移技術40512.1 聚合物輔助轉移法40712.2 電化學鼓泡法41112.3 插層轉移法41512.4 機械剝離法418參考文獻421索引424

本書圍繞化學氣相沉積方法制備石墨烯及其研究現狀展開,重點關注化學氣相沉積生長石墨烯方法的基本原理、反應熱力學和動力學、生長過程的影響因素和控制方法等,並繫統介紹了該領域的發展現狀及代表性的研究工作。本書為讀者提供基礎性、繫統性和指南性的石墨烯化學氣相沉積生長知識,展示新研究成果,可供初涉利用化學氣相沉積方法制備石墨烯的研究生、科研人員、相關科技工作者使用,也可作為有志於從事石墨烯生長研究人員的實驗研究指南。