其中暗灰色一面是反面,亮灰色的一面就是正面。
HOPG的模樣很像是一枚芯片,或者早期手機里SD存儲卡。
不過,許秋知道這玩意就是高純度的碳。
石墨嘛,就是碳單質。
HOPG到手,接下來就是樣品制備。
不過,在旋涂樣品之前,需要對“厚厚”的HOPG表面進行剝離,得到具有新鮮的、具有光滑表面的襯底。
有一些非主流的方法,比如用鑷子直接剝離,這個難度就比較大了,很容易破壞HOPG表面。
比較主流的方法是用膠布直接粘在HOPG上面,然后再撕開。
雖然這個方法相對比較安全,但許秋也沒有貿然在現實中進行嘗試,而是先到模擬實驗室中,用3M膠布試了一番。
剛開始的時候,會出現表面不平整,或者說倒刺的現象。
在反復嘗試多次后,許秋終于掌握了技巧。
那就是讓膠布按壓的盡量緊密、均勻一些,這樣得到光滑表面的概率比較大,因為如果有部分沒有被粘到,就會留在原來HOPG主體的表面上,形成倒刺。
經過剝離之后,膠布上就會有一層破碎的石墨片層,HOPG母體上則形成新鮮、光滑的表面。
這種用膠布粘的方法,聽起來比較“土”,沒那么高大上,不是很科研,但恰恰就是當初最早發現的石墨烯的制備方法。
2004年,大不列顛曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫兩位教授,用膠帶粘在石墨上,然后撕下來,發現膠帶上粘上了一層薄薄的石墨片。
這本沒有什么新奇的,但他們突發奇想,拿著第二片膠帶去粘第一片膠帶上殘留的石墨薄片,此時兩片膠帶粘在了一起,然后再把兩片膠帶撕開,結果發現膠帶上殘留的石墨片變薄了。
這時候很多人會覺得無聊,不就是撕膠帶嘛,而這兩位教授發現石墨片變薄后,又拿著第三塊膠帶來粘第二塊膠帶上的石墨,再用第四膠帶來粘三片膠帶……
就這樣一次又一次的粘膠帶,撕膠帶,最終他們得到了薄得不能再薄的微小的石墨片,它僅僅只有一層原子的厚度。
這就是單層的石墨,也被稱為石墨烯。
在單層石墨烯誕生以后,很多科學家都在積極探索能夠生產更大規模和更高質量的石墨烯。
除了用膠帶粘以外,現在還有很多其它的石墨烯制備方法,如微機械剝離法、化學剝離法、化學氣相沉積法等。
而且,石墨烯令人驚嘆的材料性質,也引起了近十多年來大量科學家的廣泛研究。
最終,那兩位教授也因此獲得了2010年諾貝爾物理學獎。