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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 微米和纳米 » 学术讨论 » 石墨和石墨烯的拉曼光谱区别
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batteryman

银虫 (正式写手)

[交流] 石墨和石墨烯的拉曼光谱区别

大家好，我看了一些关于石墨和石墨烯的对比。只是得到了一些关于两者之间区别的结论，但是想知道物理的本质解释。由于本人专业不是物理专业，看了一些论文，理解上感觉很吃力，希望有相关经验的专家能给与更为通俗的解释。
例如石墨烯相对于石墨来说，G峰减弱 也就是说 2D相对于G变强，那么原因是什么呢？
2D变得尖锐的原因是什么？
second-order Raman processes 和 double resonance process 是一回事吗？

希望大家赐教！
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1楼2011-09-11 15:53:41
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lchpy

木虫 (职业作家)
★ ★
zhangwj(MN-EPI+1): thanks 2011-10-27 15:57:09
yingli09: 回帖置顶 2011-12-09 14:18:24
yingli09(金币+2): 2011-12-09 14:18:29
引用回帖:
14楼: Originally posted by minmin2005 at 2011-10-27 16:32:17:
没错啊，还原石墨烯的size变小，导致ID/IG增加，但是5楼说“对于石墨烯来说G相对于D越高越好”，对此，我存在疑问~~~ 或许我理解错了？附上文献中给的图，c是Ag-石墨烯的，b是Ag-部分还原石墨烯的，a是石墨的
[e ...

我找来这些图.
我觉得"对于石墨烯来说G相对于D越高越好"是对于CVD graphene来说的吧
CVD得到的石墨烯如果条件好的话,根本就不该有D.
而化学方法得到的RGO, D peak是不可避免的.
除非再高温处理一下(1900°) 图4

图1是 graphite和graphene的Raman的区别, 主要是G/2D. 而且重要的是他们都没有D peak.



FGS是functionalized graphene sheets. 从GO做出来的~无论是RGO还是FRGO都会有Dpeak的



红色的是GO, 蓝色 绿色都是RGO. 还原之后D/G increase



Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3496–3501
附件
可以看下附件里的文献.

[ Last edited by lchpy on 2011-10-27 at 16:48 ]
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16楼2011-10-27 15:44:51
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Advcarbons

铁杆木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
不懂的就别在这里误人子弟了，先搞明白石墨的Raman过程好吧~
Raman本质是振动光谱，表征原子振动形式，G峰相当于石墨片层内部sp2的协同面内振动，D峰可以理解为苯环的呼吸振动~
2D峰虽然是D峰的泛频峰，但是它与D峰无直接关系，而与石墨烯的能带结构有关，可以通过将其分峰来判断石墨烯的层数~
剩下的太复杂了，多看看专业文献吧~
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47楼2012-08-11 10:07:35
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Advcarbons

铁杆木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
60楼: Originally posted by moshuiji at 2013-06-24 20:19:08
我擦，大侠你也多说点关于2d的，这你都说道这份上了让我们去看文献，忒不地道了，我们这么多人等着你详解怎么根据2d判断层数那，你就让我们看文献！。。说吧，要多少金币，我给！...

大哥我错了，事实上对于从氧化石墨烯进行还原这种方法得到的石墨烯纳米片是没有办法通过Raman的2D来判断层数的，真正能够判断层数的是胶带撕出来的石墨烯或者CVD生长的高定向性石墨烯，因为这两种方法取得的石墨烯具有非常完整的堆叠结构，层间交互作用强烈且单一，而氧化还原法制备的石墨烯每层上都含有大量缺陷和晶界结构，这种石墨烯层间交互作用复杂，2D峰基本出不来。具体判断过程有几篇文献上讲过，基本思路就是将2D分峰，从出现峰的数量上来判断。单层石墨烯由于没有层层相互作用而只出现单峰，两层的出现4个峰，之后忘记了。。。不过超过三层貌似就不怎么准确了。对于单层石墨烯还有一个非常重要的特征就是2D峰强远高于G峰，基本为两倍~
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moshuiji
61楼2013-06-25 10:12:08
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batteryman

银虫 (正式写手)
★ ★ ★
lchpy(金币+1): 欢迎交流~ 2011-10-28 16:09:16
lchpy(金币+2): thanks for sharing the papers~ 2011-10-28 18:53:48
这个帖子 终于引起大家的讨论了，欢迎大家的参加。
我现在的问题是，对于2D peak 和G peak的相对强度的比较，这两个峰强度的比较对于碳材料有什么意义吗?
我目前查到文献是单层石墨烯和polyheral crystal graphite and graphite whisker（tip） 的 拉曼光谱的2d/G 强度大于一。这个强度有什么实际的物理意义吗？或者说具有什么样结构的碳材料会出现2d/G 大于一呢？
欢迎高手给与指教。
附带上传两文献。[ Last edited by batteryman on 2011-10-28 at 16:11 ]
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19楼2011-10-28 16:04:00
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yanjia0315

新虫 (初入文坛)
★
batteryman(金币+1): 谢谢参与
同问！我CVD长的石墨烯，只有G峰和2D峰，没有D峰，是不是意味着生长的特别好没有缺陷呢？？
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43楼2012-05-26 16:26:13
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javas2010

铁杆木虫 (著名写手)
★ ★
batteryman(金币+1):谢谢参与
yingli09(金币+1): 2011-12-09 14:17:36
一般我们用ID/IG 来算石墨烯碳原子的SP3/SP2 杂化比，2D带更多是用来区分单层或多层的石墨烯。未修饰天然石墨的2D,2G带峰肯定很强，峰较宽，因为未剥离。
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justforou
2楼2011-09-11 18:16:31
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来去无风6988

木虫 (著名写手)
★
batteryman(金币+1):谢谢参与
这里有一个有关石墨烯比较全面的拉曼谱的资料。
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8楼2011-10-19 17:22:38
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minmin2005

木虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★
batteryman(金币+1):谢谢参与
yingli09(金币+2): 2011-12-09 14:18:00
yingli09(金币+2): 2011-12-09 14:18:00
引用回帖:
5楼: Originally posted by xiejf at 2011-10-03 19:27:59:
D BAND表征的是石墨烯的混乱度，G band表征的是sp2成分的含量，对于石墨烯来说G相对于D越高越好

但文献上说，氧化石墨还原后，ID/IG增大，说明石墨烯形成~~~

It is known that the ID/IG ratio is inversely proportional to the reciprocal of the average crystallite size in graphite materials. The oxygen functional groups in the GO sheets can be removed by a chemical reduction, and the conjugated G network (sp2 carbon) will be re-established. However, the size of the re-established G network is smaller than the original one, which
would consequently lead to an increase in the ID/IG ratio.
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zck-edu
10楼2011-10-26 17:04:20
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xiejf

专家顾问 (文学泰斗)
★
batteryman(金币+1):谢谢参与
D BAND表征的是石墨烯的混乱度，G band表征的是sp2成分的含量，对于石墨烯来说G相对于D越高越好
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5楼2011-10-03 19:27:59
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lchpy

木虫 (职业作家)
★
yingli09(金币+1): 2011-12-09 14:18:52
引用回帖:
18楼: Originally posted by wangganglzu at 2011-10-27 19:52:10:
能否共享一下这幅图出处的文献，文献找不到啊

这个
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wangganglzu
20楼2011-10-28 16:08:05
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huahua2015

金虫 (正式写手)
★
batteryman(金币+1):谢谢参与
引用回帖:
32楼: Originally posted by lock上尉 at 2011-12-15 12:38:41:
D/2D的强度比用来表征石墨烯的层数的话，那么这二者的强度是先确定拉曼谱图的基线以后，再在基线基础上看相对与基线的峰高吗？用的相对强度之比吗？或者说还是直接看绝对峰高之比啊？
测拉曼光谱的时候跟操作者 ...

你好！这张图是氧化石墨的raman图吗？ 你是怎么选测定样品位置的呢
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37楼2012-02-21 07:18:34
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moshuiji

禁虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
送红花一朵
本帖内容被屏蔽
62楼2013-06-28 20:03:37
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yanny0216

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
看到这是好久之前的一个帖子，对我这个刚开始涉及石墨烯的拉曼光谱的菜鸟来说非常有用，感谢！！
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64楼2013-11-13 18:49:37
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普通回帖

batteryman

银虫 (正式写手)
怎么会没人关注这个帖子？
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3楼2011-09-17 15:28:04
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gzxhsun

铁杆木虫 (正式写手)
★
batteryman(金币+1):谢谢参与
I have similar problem and I hope Raman or carbon expert can offer a  explaination about Raman  of the different types of graphene and Graphite Oxide. this is a very important charaterization method for graphene and graphite oxide. Many thanks
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4楼2011-10-03 16:01:18
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zjujxl

铜虫 (小有名气)
★
batteryman(金币+1):谢谢参与
貌似是化学的问题吧~
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6楼2011-10-14 15:34:36
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lchpy

木虫 (职业作家)
★ ★ ★ ★ ★
batteryman(金币+1):谢谢参与
yingli09(金币+2): 2011-12-09 14:17:51
yingli09(金币+2): 2011-12-09 14:17:51
引用回帖:
1楼: Originally posted by batteryman at 2011-09-11 16:53:41:
大家好，我看了一些关于石墨和石墨烯的对比。只是得到了一些关于两者之间区别的结论，但是想知道物理的本质解释。由于本人专业不是物理专业，看了一些论文，理解上感觉很吃力，希望有相关经验的专家能给与更为通俗 ...

Raman spectroscopy of graphene and graphite: Disorder, electron-phonon coupling, doping and nonadiabatic effects
Andrea C. Ferrari

Spatially resolved raman spectroscopy of single- and few-layer graphene
Graf, D.a , Molitor, F.a , Ensslin, K.a , Stampfer, C.b , Jungen, A.b , Hierold, C.b , Wirtz, L.c  

Raman spectroscopy of graphene edges
Casiraghi, C.a e , Hartschuh, A.b , Qian, H.b , Pliscanec, S.a , Georgia, C.b , Fasoli, A.a , Novoselov, K.S.c , Basko, D.M.d , Ferrari, A.C.a   

Raman Spectra of Graphite Oxide and Functionalized Graphene Sheets
Konstantin N. Kudin,† Bulent Ozbas,‡ Hannes C. Schniepp,‡ Robert K. Prud'homme,‡ Ilhan A. Aksay,‡ and Roberto Car*†

先看看这些吧~ 回来编辑
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7楼2011-10-14 16:32:32
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batteryman

银虫 (正式写手)
传上来大家分享一下怎么样？
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9楼2011-10-20 16:35:23
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feihong98

木虫 (正式写手)
★
batteryman(金币+1):谢谢参与
恩，各持己见，找篇牛掰文献看看！

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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12楼2011-10-27 00:03:38
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lchpy

木虫 (职业作家)
引用回帖:
10楼: Originally posted by minmin2005 at 2011-10-26 18:04:20:
但文献上说，氧化石墨还原后，ID/IG增大，说明石墨烯形成~~~

It is known that the ID/IG ratio is inversely proportional to the reciprocal of the average crystallite size in graphite materials. The ...

但是他说了 rgo的size变小了~
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13楼2011-10-27 08:11:04
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minmin2005

木虫 (小有名气)
★ ★
yingli09: 回帖置顶 2011-12-09 14:18:12
yingli09(金币+2): 2011-12-09 14:18:33
引用回帖:
13楼: Originally posted by lchpy at 2011-10-27 08:11:04:
但是他说了 rgo的size变小了~

没错啊，还原石墨烯的size变小，导致ID/IG增加，但是5楼说“对于石墨烯来说G相对于D越高越好”，对此，我存在疑问~~~ 或许我理解错了？附上文献中给的图，c是Ag-石墨烯的，b是Ag-部分还原石墨烯的，a是石墨的

这是文献中给的图，c是Ag-石墨烯的，b是Ag-部分还原石墨烯的，a是石墨的
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14楼2011-10-27 15:32:17
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minmin2005

木虫 (小有名气)
a是氧化石墨
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15楼2011-10-27 15:39:10
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minmin2005

木虫 (小有名气)
引用回帖:
16楼: Originally posted by lchpy at 2011-10-27 15:44:51:
我找来这些图.
我觉得"对于石墨烯来说G相对于D越高越好"是对于CVD graphene来说的吧
CVD得到的石墨烯如果条件好的话,根本就不该有D.
而化学方法得到的RGO, D peak是不可避免的.
除非再高温处 ...

这样我明白了~~~ 谢谢O(∩_∩)O~，太感谢了
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17楼2011-10-27 16:35:46
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wangganglzu

至尊木虫 (职业作家)
★
batteryman(金币+1):谢谢参与
引用回帖:
2楼: Originally posted by lchpy at 2011-10-27 15:44:51:
我找来这些图.
我觉得"对于石墨烯来说G相对于D越高越好"是对于CVD graphene来说的吧
CVD得到的石墨烯如果条件好的话,根本就不该有D.
而化学方法得到的RGO, D peak是不可避免的.
除非再高温处 ...

能否共享一下这幅图出处的文献，文献找不到啊
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18楼2011-10-27 18:52:10
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lchpy

木虫 (职业作家)
引用回帖:
19楼: Originally posted by batteryman at 2011-10-28 17:04:00:
这个帖子 终于引起大家的讨论了，欢迎大家的参加。
我现在的问题是，对于2D peak 和G peak的相对强度的比较，这两个峰强度的比较对于碳材料有什么意义吗?
我目前查到文献是单层石墨烯和polyheral crystal graph ...

抱歉..对物理一窍不通...
只知道可以用来判断石墨烯是不是单层的~
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21楼2011-10-28 16:08:48
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wangganglzu

至尊木虫 (职业作家)
引用回帖:
19楼: Originally posted by batteryman at 2011-10-28 16:04:00:
这个帖子 终于引起大家的讨论了，欢迎大家的参加。
我现在的问题是，对于2D peak 和G peak的相对强度的比较，这两个峰强度的比较对于碳材料有什么意义吗?
我目前查到文献是单层石墨烯和polyheral crystal graph ...

在研究graphene的时候，D/2D的强度比若是在小于0.7范围内，说明graphene是单层，若在0.7~1.4范围内，说明是双层，所以强度比可以表征graphene的层数
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80415746
22楼2011-10-28 16:58:11
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wangganglzu

至尊木虫 (职业作家)
送鲜花一朵
引用回帖:
20楼: Originally posted by lchpy at 2011-10-28 16:08:05:
这个

多谢
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23楼2011-10-28 17:05:09
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batteryman

银虫 (正式写手)
引用回帖:
22楼: Originally posted by wangganglzu at 2011-10-28 16:58:11:
在研究graphene的时候，D/2D的强度比若是在小于0.7范围内，说明graphene是单层，若在0.7~1.4范围内，说明是双层，所以强度比可以表征graphene的层数

石墨烯以外的情况呢？
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24楼2011-10-28 17:52:18
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wangganglzu

至尊木虫 (职业作家)
lchpy: 哪个图? 2011-12-09 15:08:48
引用回帖:
16楼: Originally posted by lchpy at 2011-10-27 15:44:51:
我找来这些图.
我觉得"对于石墨烯来说G相对于D越高越好"是对于CVD graphene来说的吧
CVD得到的石墨烯如果条件好的话,根本就不该有D.
而化学方法得到的RGO, D peak是不可避免的.
除非再高温处 ...

您的e图出自哪篇文献啊？就是氧化还原法制备graphene，能否共享一下，多谢啊
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25楼2011-12-09 14:11:48
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lchpy

木虫 (职业作家)
引用回帖:
25楼: Originally posted by wangganglzu at 2011-12-09 15:11:48:
您的e图出自哪篇文献啊？就是氧化还原法制备graphene，能否共享一下，多谢啊

Reduced Graphene Oxide by Chemical Graphitization", Nature Communications, 2010, 1, 73.

这个是还原的~ 氧化还是用的 modified hummers method
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26楼2011-12-09 15:09:49
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wangganglzu

至尊木虫 (职业作家)
引用回帖:
26楼: Originally posted by lchpy at 2011-12-09 15:09:49:
Reduced Graphene Oxide by Chemical Graphitization", Nature Communications, 2010, 1, 73.

这个是还原的~ 氧化还是用的 modified hummers method

多谢啊，我用CVD做出的Graphene的拉曼就像e图所示中的RGO的图，2D峰强度很小，峰宽也很大，能给解答一下吗？
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27楼2011-12-09 15:54:11
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lchpy

木虫 (职业作家)
引用回帖:
27楼: Originally posted by wangganglzu at 2011-12-09 16:54:11:
多谢啊，我用CVD做出的Graphene的拉曼就像e图所示中的RGO的图，2D峰强度很小，峰宽也很大，能给解答一下吗？

有D峰么
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28楼2011-12-10 12:48:06
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wangganglzu

至尊木虫 (职业作家)
引用回帖:
28楼: Originally posted by lchpy at 2011-12-10 12:48:06:
有D峰么

能帮忙解释一下吗
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29楼2011-12-10 13:32:52
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lchpy

木虫 (职业作家)
引用回帖:
29楼: Originally posted by wangganglzu at 2011-12-10 14:32:52:
能帮忙解释一下吗

看着像氧化石墨烯~
肯定不是单层的CVD GRAPHENE~
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30楼2011-12-10 15:06:43
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lock上尉

金虫 (小有名气)
★
batteryman(金币+1):谢谢参与
引用回帖:
22楼: Originally posted by wangganglzu at 2011-10-28 16:58:11:
在研究graphene的时候，D/2D的强度比若是在小于0.7范围内，说明graphene是单层，若在0.7~1.4范围内，说明是双层，所以强度比可以表征graphene的层数

D/2D的强度比用来表征石墨烯的层数的话，那么这二者的强度是先确定拉曼谱图的基线以后，再在基线基础上看相对与基线的峰高吗？用的相对强度之比吗？或者说还是直接看绝对峰高之比啊？
测拉曼光谱的时候跟操作者和选取的测量点有很大关系，我同一个样品，在不同位置测了两次，出来的谱图就不一样（见下图），是不是说我选取的这两个点，恰恰是层数不同的点呢？那我制备的到底算是几层的呢？
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32楼2011-12-15 12:38:41
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wangganglzu

至尊木虫 (职业作家)
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32楼: Originally posted by lock上尉 at 2011-12-15 12:38:41:
D/2D的强度比用来表征石墨烯的层数的话，那么这二者的强度是先确定拉曼谱图的基线以后，再在基线基础上看相对与基线的峰高吗？用的相对强度之比吗？或者说还是直接看绝对峰高之比啊？
测拉曼光谱的时候跟操作者 ...

不好意思，刚看到我以前的留言，发现笔误，是用G/2D 的强度来表征石墨烯的数，我发现，我制备出的石墨烯的Raman和你你怎么一样啊，你是用什么方法制备的啊
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33楼2011-12-15 19:59:12
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wangganglzu

至尊木虫 (职业作家)
引用回帖:
32楼: Originally posted by lock上尉 at 2011-12-15 12:38:41:
D/2D的强度比用来表征石墨烯的层数的话，那么这二者的强度是先确定拉曼谱图的基线以后，再在基线基础上看相对与基线的峰高吗？用的相对强度之比吗？或者说还是直接看绝对峰高之比啊？
测拉曼光谱的时候跟操作者 ...

是氧化还原法吧
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34楼2011-12-15 19:59:57
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lock上尉

金虫 (小有名气)
引用回帖:
34楼: Originally posted by wangganglzu at 2011-12-15 19:59:57:
是氧化还原法吧

是氧化还原法
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36楼2011-12-15 21:46:18
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学术交流2011

银虫 (小有名气)
★
batteryman(金币+1):谢谢参与
D band和G band应该是对应于石墨/石墨烯片层中的两种不同的振动方式，一个是面内振动，一个是面外弯曲振动。
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38楼2012-02-29 16:02:18
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haolanruoran

木虫 (正式写手)
★
batteryman(金币+1): 谢谢参与
很好的帖子，学习ing。问一下2D峰作用？另外，我在文献看到石墨烯和石墨的拉曼峰形貌相似啊，也有D,G峰。只是石墨的峰略低，帮忙解释一下。。。O(∩_∩)O谢谢
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39楼2012-03-12 20:26:20
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justforou

新虫 (初入文坛)
★
batteryman(金币+1): 谢谢参与
送鲜花一朵
引用回帖:
1338928楼: Originally posted by javas2010 at 2011-09-11 18:16:31:
一般我们用ID/IG 来算石墨烯碳原子的SP3/SP2 杂化比，2D带更多是用来区分单层或多层的石墨烯。未修饰天然石墨的2D,2G带峰肯定很强，峰较宽，因为未剥离。

你好！想请教一下怎样求ID/IG
值，有人说需要先拟合，那怎样拟合呢？还是简单地求高度比？
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40楼2012-03-31 13:43:59
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ywqwb

铜虫 (初入文坛)
★
batteryman(金币+1): 谢谢参与
送鲜花一朵
好贴啊 最近正做拉曼光谱分析
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41楼2012-04-12 23:18:01
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871149626

银虫 (小有名气)
★
batteryman(金币+1): 谢谢参与
引用回帖:
4503241楼: Originally posted by justforou at 2012-03-31 13:43:59:
你好！想请教一下怎样求ID/IG
值，有人说需要先拟合，那怎样拟合呢？还是简单地求高度比？

同问啊
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42楼2012-04-26 09:58:05
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janetaec

铜虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
D BAND表征的是石墨烯的混乱度,怎么理解啊？
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44楼2012-05-28 15:20:03
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匿名

用户注销 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
本帖仅楼主可见
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46楼2012-08-11 09:14:18
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seainspring

木虫 (初入文坛)
学习
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48楼2012-10-09 22:23:24
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zhgbr

木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
4655224楼: Originally posted by Advcarbons at 2012-08-11 10:07:35
不懂的就别在这里误人子弟了，先搞明白石墨的Raman过程好吧~
Raman本质是振动光谱，表征原子振动形式，G峰相当于石墨片层内部sp2的协同面内振动，D峰可以理解为苯环的呼吸振动~
2D峰虽然是D峰的泛频峰，但是它与D ...

真的很不错，学习了
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49楼2012-10-14 20:32:58
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haolanruoran

木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
2128153楼: Originally posted by xiejf at 2011-10-03 19:27:59
D BAND表征的是石墨烯的混乱度，G band表征的是sp2成分的含量，对于石墨烯来说G相对于D越高越好

这个是相对cvd而言嘛    氧化还原法做的未还原G比D强，可还原了G比D弱啊？3楼的图可说明这点啊。。。怎么解释啊。。。谢谢
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50楼2012-11-12 12:05:56
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clszdy11楼
2011-10-26 18:15   回复  
batteryman(金币+1):谢谢参与
wangyanqing11031楼
2011-12-14 14:47   回复  
batteryman(金币+1):谢谢参与
hongzhiabc35楼
2011-12-15 20:11   回复  
batteryman(金币+1):谢谢参与
wazz101245楼
2012-06-04 16:26   回复  
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