01
石墨烯的“前世今生”
从铅笔芯到诺贝尔奖，sp²杂化、六角蜂窝晶格，为什么叫“神奇材料”。
发现故事基本结构
02
石墨烯的“超能力”
力学(钢200倍)、电学(高迁移率)、热学(超金刚石)、光学(97.7%透光)。
性能指标核心参数
03
制备方法总览
自上而下 vs 自下而上：机械剥离、氧化还原、CVD、SiC外延等宏观对比。
方法论选择逻辑
04
机械剥离法 (Scotch Tape)
从HOPG到单层石墨烯，经典操作步骤与优缺点分析。
经典方法胶带法
05
氧化还原法 (GO) 基础
Hummers法合成氧化石墨烯，含氧官能团与亲水性模型。
GOHummers
06
氧化还原法进阶
化学/热/电化学还原，rGO结构缺陷与性能恢复策略。
rGO还原方法
07
液相剥离法
表面张力匹配，NMP、DMF溶剂及表面活性剂辅助剥离。
溶剂剥离分散
08
CVD原理
碳源分解、成核生长，Cu/Ni金属基底催化作用。
CVD催化机制
09
CVD设备与操作
管式炉、气路真空系统，温度/气压/流量参数设定。
设备工艺参数
10
CVD在铜箔上的生长
铜箔预处理(抛光/退火)，LPCVD与APCVD区别。
铜箔LPCVD
11
CVD在镍膜上的生长
溶碳析碳机制，冷却速率调控石墨烯层数。
镍膜层数控制
12
湿法转移技术 (PMMA)
旋涂、刻蚀、清洗、去PMMA完整流程及常见问题。
PMMA湿法转移
13
干法转移与无损转移
热释放胶带、电化学鼓泡、直接转移法及应用场景。
干法无损转移
14
SiC外延生长法
碳化硅高温热分解，电子级晶圆石墨烯制备。
SiC外延
15
光学显微镜表征
快速判断层数与均匀性，对比度法。
OM层数判定
16
拉曼光谱表征
D/G/2D峰特征，I2D/IG与峰形判断层数/缺陷。
Raman缺陷分析
17
AFM与SEM表征
原子力显微镜测厚度，扫描电镜看形貌覆盖度。
AFMSEM
18
TEM与SAED
透射电镜晶格像，选区电子衍射判断单晶/多晶。
TEMSAED
19
氧化石墨烯表征
FTIR官能团、XPS价态、TGA热稳定性分析。
FTIRXPS
20
石墨烯粉体制备与分散
浆料/粉末工艺，水相与有机相稳定分散。
粉体分散
21
石墨烯油墨与涂层
导电油墨配方，刮涂/喷涂/丝印，柔性电子应用。
油墨涂布
22
石墨烯复合材料 (聚合物)
环氧树脂、PVA等基体，提升力学与导电性能。
复合材料聚合物
23
储能领域应用
锂电导电剂、超级电容器电极，片层结构提升性能。
电池超级电容器
24
传感器应用
应变/气体/生物传感器，高比表面积高灵敏度。
传感器灵敏度
25
热管理应用
导热膜、散热涂层，解决电子器件散热难题。
导热散热
26
安全与环保
强酸/强氧化剂安全操作，甲烷/氢气规范使用。
安全环保
27
实验设计与参数优化
正交实验法优化CVD参数，控制变量法找最佳条件。
正交实验优化
28
从实验室到中试放大
刮涂批量生产、卷对卷CVD，产业化挑战。
中试R2R
29
标准化与检测
ISO标准、拉曼定量、层数判定，避免“伪石墨烯”。
标准检测
30
未来展望与学习路径
杀手级应用、进阶书单与实验建议。
展望学习路径