不同基底对厚度的影响

AFM 表征是鉴别石墨烯最直观的证据，可以通过表面形貌及厚度而确定其存在。缺点是效率低，同时由于基底的影响和表面吸附物的存在，测得的实际厚度往往比石墨单原子层的理论厚度�?.34 nm）要大、�/span>

�?nbsp;HOPG 上单层石墨烯的厚度约�?nbsp;0.4 nm，云母表面的单层石墨烯厚度往往�?nbsp;0.5~1 nm，而氧化物基底上单层石墨烯的厚度约�?.8~1.2 nm之间，伴随着0.35 nm左右的叠加层（图4），这与范德华力层间距是一致的、�/span>

�?nbsp;4 SiO2基底上单层石墨烯�?nbsp;AFM 高度图。图中比例尺�?nbsp;1 μm[3]、�/p>

�?nbsp;5 a 单层石墨烯在SiO2衬底上的AFM图。b单层石墨烯在云母衬底上的AFM图。c单层石墨烯在云母衬底上、云母衬底、石墨烯片层在SiO2衬底上以及SiO2衬底的高度统计分布图[4]、�/span>

对于 GO （氧化石墨烯或石墨氧化物）和 rGO（还原的氧化石墨烯），由于其表面含有大量的含氧官能团，AFM 下单层的厚度和表面粗糙度都要大于原始石墨烯（pristine graphene（�/strong>，如单层 GO 的厚度在云母表面上约�?nbsp;0.8 ~ 1.0 nm，而在 SiO2表面上为 2 nm 左右。Lui 等研究者[4]发现沉积在基底表面的石墨烯为了维持自身稳定性会在表面形成波纹状的起伎�/strong>，而当沉积在云母表面时具有最小的表面粗糙度，是最“平”的石墨烯（�?nbsp;5）、�/span>

GO、rGO与Graphene的AFM图区�?/strong>

石墨经过氧化后，层间距会增大�?.77ｎｍ左右。剥离后的氧化石墨烯吸附在云母片等基底上，会增加0.35ｎｍ左右的附加层，所以单层氧化石墨烯在AFM下观测到的厚度一般在0.7-1.2ｎｍ左右。将氧化石墨烯沉积在云母片上，利用蔗糖溶液还原后进行AFM表征，如�?所示，图中的高度剖面图（ΔZ）对应着图中两点（Z1、Z2）的高度差即石墨烯的厚度，同时若将直线上测量点选择在石墨烯片层的两端，还可以粗略测量石墨烯片层的横向尺寸（distance）、�/span>

�? 石墨烯的AFM图像和高度剖面图[5]

不同还原方法得到的GO、rGO的AFM区别

Si 等[6]进行了硼氢化钠为还原剂制备RGO 的研究。通过观察AFM 图像，他们发�?/span>GO的横向尺寸为几个微米，厚度为1 nm，但是经过化学还原为RGO 后， 其横向尺寸从几百纳米到几个微米变动，厚度大约�?.2 nm。实验过程中的超声处理可能会使GO 引入一些小孔状的缺陷， 这也是AFM 显示RGO 厚度增加�?0 μm 的原因、�/span>

Chen 等[7]还采用微波还原GO 得到RGO。AFM分析表明，对于厚度为0.8 nm 的GO，微波还原的产物GNS 厚度约为0.45 nm，接近于GNS 的理论厚度（大约�?.35 nm）、�strong>而当GO 边缘有环氧基、羟基、羧基存在时，GNS 片层的厚度就会增功�/strong>。说明微波处理后，GO 被还原为单层GNS。这种方法可以制备微米尺寸的GNS、�/span>

Williams 等[8]用UV 处理GO 得到RGO。AFM 图显示，GO 的厚度为1.7nm，耋�strong>经UV 处理后厚度仅�?.9 nm，横向尺寸为几百纳米到几个微籲�/strong>。RGO 比GNS 理论厚度要大得多�?nbsp;这主要归因于RGO 纳米片边缘的一些溶剂分子和残余氧的存在、�/span>