二维材料表征技术 · 从入门到实操

📚 共计 30 章节
01
二维材料表征技术导论
二维材料家族(石墨烯、TMDs、黑磷等)概述、表征技术的核心作用、课程整体框架与学习路径。
导论石墨烯TMDs
02
光学显微镜基础
光学显微镜的工作原理、明场与暗场模式、在二维材料初步筛选中的应用(衬度对比)。
光学明场/暗场衬度
03
拉曼光谱入门
拉曼散射原理、特征峰与材料指纹、石墨烯的G峰与2D峰解析。
拉曼G峰2D峰
04
拉曼光谱实操
样品准备、仪器参数设置(激光波长、功率)、数据采集与基线校正。
实操参数基线校正
05
光致发光(PL)光谱
PL原理、带隙信息提取、TMDs材料的PL特性分析。
PL带隙TMDs
06
原子力显微镜(AFM)基础
AFM工作原理(接触式、轻敲式、非接触式)、形貌成像与厚度测量。
AFM形貌厚度
07
AFM实操
探针选择、样品制备、扫描参数优化(扫描速度、增益)、常见伪影识别。
探针参数优化伪影
08
扫描电子显微镜(SEM)基础
SEM工作原理、二次电子与背散射电子成像、能谱分析(EDS)原理。
SEM二次电子EDS
09
SEM实操
样品导电性处理、加速电压与束流选择、EDS点扫与面扫分析。
导电性加速电压EDS
10
透射电子显微镜(TEM)基础
TEM工作原理、选区电子衍射(SAED)、高分辨成像(HRTEM)。
TEMSAEDHRTEM
11
TEM实操
样品制备(聚焦离子束FIB、机械剥离)、低剂量成像技巧、电子衍射图谱标定。
FIB低剂量衍射标定
12
X射线光电子能谱(XPS)基础
XPS原理、化学态分析、元素半定量分析。
XPS化学态半定量
13
XPS实操
全谱与窄谱采集、荷电校正、分峰拟合(Avantage/CasaXPS软件)。
窄谱荷电校正分峰
14
X射线衍射(XRD)基础
XRD原理、布拉格定律、物相鉴定与晶格参数计算。
XRD布拉格物相
15
XRD实操
薄膜与粉末样品制备、掠入射模式、衍射峰标定与JCPDS卡片匹配。
薄膜掠入射JCPDS
16
紫外-可见分光光度计(UV-Vis)
吸收光谱原理、带隙计算(Tauc plot)、薄膜透射率测量。
UV-VisTauc透射率
17
椭圆偏振光谱(SE)
椭偏原理、薄膜厚度与光学常数(n,k)提取、模型拟合。
椭偏n,k模型拟合
18
扫描隧道显微镜(STM)基础
量子隧穿效应、恒流与恒高模式、原子级成像。
STM隧穿原子级
19
STM实操
针尖制备(电化学腐蚀)、隧道电流设定、图像处理与原子晶格测量。
针尖隧道电流晶格
20
开尔文探针力显微镜(KPFM)
表面电势测量原理、功函数计算、异质结能带排列分析。
KPFM功函数能带
21
导电原子力显微镜(CAFM)
电流映射、局部导电性测量、击穿电压测试。
CAFM电流映射击穿
22
霍尔效应测量
霍尔效应原理、载流子类型与浓度、迁移率计算、范德堡法。
霍尔载流子迁移率
23
拉曼光谱进阶
偏振拉曼、共振拉曼、温度依赖性拉曼、应变分析。
偏振共振应变
24
光电流映射(Photocurrent Mapping)
光电流产生机制、空间分辨光电流成像、异质结界面研究。
光电流成像异质结
25
时间分辨光致发光(TRPL)
载流子寿命测量原理、瞬态光谱分析、缺陷态表征。
TRPL寿命缺陷
26
二次离子质谱(SIMS)
深度剖析原理、元素分布、掺杂浓度分析。
SIMS深度剖析掺杂
27
综合案例分析(一)石墨烯
石墨烯的完整表征流程(OM→Raman→AFM→XPS→TEM)。
石墨烯流程综合
28
综合案例分析(二)MoS₂
MoS₂的完整表征流程(PL→AFM→SEM→XRD→Hall)。
MoS₂流程综合
29
数据整合与报告撰写
多技术数据关联分析、Origin/Matlab绘图技巧、学术图表规范。
数据整合Origin图表规范
30
前沿技术展望
原位表征技术(加热、加电、气氛)、机器学习在表征中的应用、未来趋势。
原位机器学习趋势