石墨烯是碳的同素异形体大家族的又一个传奇，也是当今横跨学术界和产业界的超级明星，几乎到了家喻户晓、妇孺皆知的程度。当然，石墨烯是当之无愧的。作为由单层碳原子构成的蜂窝状二维原子晶体材料，石墨烯拥有无与伦比的特性。理论上讲，它是导电性和导热性较好的材料，也是理想的轻质高强材料。正因如此，一经问世便吸引了全球范围的关注。石墨烯有可能创造一个全新的产业，石墨烯产业将成为未来全球高科技产业竞争的高地，这一已经成为国内外学术界和产业界的共识。从2004年至今，已经有了近十六年的历史沉淀。无论是石墨烯的基础研究，还是石墨烯材料的产业化实践，人们都有了更多的一手材料，更有可能对石墨烯材料有一个全方位套丛书出的、科学的、理性的认识。总结历史，是为了更好地走向未来。对于新兴的石墨烯产业来说，战略前沿新材料——石墨烯出版工程的出版意义也是不言而喻的。事实上，国内外已经出版了数十部石墨烯相关书籍，其中不乏经典性著作。本丛书的定位有所不同，希望能够全面总结石墨烯相关的知识积累，反映石墨烯领域的国内外前沿研究展，展示石墨烯新材料的产业化现状与发展前景，尤其希望能够充分体现国人对石墨烯领域的贡献。本丛书共包括22分册，执笔作者20余位，都是石墨烯领域的重量级学者、专家，因此可以从源头上保障丛书的专业性和科学性。丛书分五大部分，囊括了从石墨烯的基本性质和表征技术，到石墨烯材料的制备方法及其在不同领域的应用，以及石墨烯产品的计量检测标准等全方位的知识总结。同时，两份产业研究报告详细阐述了世界各国的石墨烯产业发展现状和未来发展趋势。除此之外，丛书还为广大石墨烯迷们提供了一份科普读物《有问必答：石墨烯的魅力》，针对广泛征集到的石墨烯相关问题答疑解惑，去伪求真。本丛书的内容涵盖石墨烯新材料的方方面面，每个分册也相对独立，具有很强的系统性、知识性、专业性和即时性，凝聚着各位作者的研究心得、智慧和心血，供不同需求的广大读者参考使用。希望丛书的出版对中国的石墨烯研究和中国石墨烯产业的健康发展有所助益。1. “战略前沿新材料——石墨烯出版工程” “十三五”国家重出版物出版规划项目/国家出版基金丛书由石墨烯的基本性质与表征技术、石墨烯的制备技术和计量标准、石墨烯的分类应用、石墨烯的发展现状报告、石墨烯科普知识等五大部分共22分册构成，本书为第05分册。2. 丛书由我国石墨烯研究领域的主要拓者及我国石墨烯发展的重要推动者、北京大学教授、北京石墨烯研究院创院院长刘忠范院士亲自策划并担任总主编。3.全书采用80克雅质纸，彩色印刷，清晰直观地展现了石墨烯的结构、模拟及表征结果。
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第1章 碳的成键结构与同素异形体
1.1 碳的成键原理与成键结构
1.1.1 非共轭σ键与π键的形成
1.1.2 离域π键
1.2 碳的同素异形体
1.2.1 金刚石
1.2.2 石墨与石墨烯
1.2.3 富勒烯
1.2.4 碳纳米管
1.2.5 石墨炔
1.2.6 长链卡宾
1.3 同素异形体间的相互转换
参考文献
第2章 石墨烯生长的基本概念
2.1 化学气相沉积技术
2.1.1 基本定义
2.1.2 实验条件和分类方法
2.2 碳源裂解反应
2.2.1 气相碳源裂解过程
2.2.2 生长衬底表面的碳源裂解过程
2.3 生长动力学
2.3.1 金属衬底溶碳能力的影响
2.3.2 生长基元步骤
2.3.3 生长边缘结构
2.4 氢气的作用
参考文献
第3章 石墨烯在金属衬底上的催化生长
3.1 铜表面上的生长
3.1.1 表面自限制生长
3.1.2 双层石墨烯的生长方法
3.2 镍表面上的生长
3.2.1 偏析生长
3.2.2 层数控制
3.3 其他金属表面上的生长
3.3.1 ⅠB-ⅡB族过渡金属上石墨烯的生长
3.3.2 VIIIB族过渡金属上石墨烯的生长
3.3.3 ⅣB-ⅥB族过渡金属上石墨烯的生长
3.3.4 ⅦB族过渡金属上石墨烯的生长
3.4 合金表面上的生长
3.4.1 Cu-Ni合金
3.4.2 Ni-Mo合金
3.4.3 Au-Ni和Pd-Co合金
3.5 晶面取向对生长的影响
3.5.1 晶面对石墨烯生长速度的影响
3.5.2 晶面对石墨烯取向的影响
3.5.3 晶面对石墨烯形状的影响
3.5.4 衬底晶面与石墨烯的相互作用
3.6 褶皱的定义与形成机制
3.6.1 热力学导致的本征涟漪
3.6.2 化学气相沉积生长过程形成的褶皱
3.6.3 转移过程导致的褶皱
3.6.4 褶皱对石墨烯性质的影响
3.6.5 无褶皱石墨烯的生长方法
参考文献
第4章 石墨烯在绝缘衬底上的生长
4.1 绝缘衬底的特殊性
4.1.1 碳源热裂解
4.1.2 传质和表面反应过程
4.2 绝缘衬底上的石墨烯生长方法
4.2.1 热裂解生长方法
4.2.2 等离子体增强化学气相沉积生长方法
4.2.3 催化剂辅助生长法
4.3 六方氮化硼表面生长石墨烯
4.3.1 六方氮化硼表面生长石墨烯的意义
4.3.2 六方氮化硼表面生长石墨烯的方法
参考文献
第5章 大单晶石墨烯的生长方法
5.1 成核
5.1.1 成核过程
5.1.2 成核密度与成核势垒
5.2 畴区拼接
5.3 大单晶石墨烯的生长方法
5.3.1 单一成核位点外延生长方法
5.3.2 多点同取向成核的无缝拼接法
参考文献
第6章 超洁净石墨烯的制备方法
6.1 CVD生长过程中石墨烯的本征污染问题
6.2 本征污染的成因
6.2.1 气相反应的复杂性
6.2.2 衬底表面上的碳化和石墨化过程
6.3 直接生长法制备超洁净石墨烯
6.3.1 泡沫铜助催化生长法
6.3.2 含铜碳源助催化生长法
6.4 后处理法制备超洁净石墨烯
6.4.1 二氧化碳氧化刻蚀技术
6.4.2 魔力粘毛辊技术
参考文献
第7章 掺杂石墨烯的生长方法
7.1 石墨烯的掺杂类型
7.2 单一元素掺杂
7.2.1 氮掺杂
7.2.2 硼掺杂
7.2.3 其他元素掺杂
7.3 多元素共掺杂
7.3.1 硼氮共掺杂
7.3.2 选区掺杂
7.4 掺杂结构的调控
参考文献
第8章 石墨烯玻璃的CVD生长方法
8.1 玻璃的化学组成及其作为CVD生长衬底的特殊性
8.2 石墨烯玻璃的高温生长方法
8.2.1 常压CVD生长法
8.2.2 低压CVD生长法
8.2.3 熔融床CVD生长法
8.3 石墨烯玻璃的PECVD生长方法
8.3.1 垂直取向石墨烯的PECVD生长
8.3.2 水平取向石墨烯的PECVD生长
8.4 石墨烯玻璃的规模化制备
8.4.1 规模化制备装备
8.4.2 规模化制备工艺
8.5 石墨烯玻璃的应用展望
参考文献
第9章 粉体石墨烯的CVD生长方法
9.1 粉体石墨烯的常规制备方法
9.1.1 氧化还原法
9.1.2 液相剥离法
9.1.3 其他方法
9.2 粉体石墨烯的模板CVD生长方法
9.2.1 金属颗粒模板法
9.2.2 非金属颗粒模板法
9.2.3 复杂分级结构石墨烯的模板生长法
9.3 粉体石墨烯的无模板CVD生长方法
9.3.1 微波等离子体辅助生长法
9.3.2 电弧放电生长法
9.4 粉体石墨烯的生长机制
参考文献
第10章 泡沫石墨烯的制备方法
10.1 泡沫石墨烯材料
10.2 组装法制备泡沫石墨烯
10.2.1 水热还原法
10.2.2 化学还原法
10.2.3 冷冻干燥法
10.2.4 3D打印法
10.2.5 其他方法
10.3 化学气相沉积法制备泡沫石墨烯
10.3.1 模板法
10.3.2 无模板法
参考文献
第11章 石墨烯薄膜的规模化生长技术
11.1 制备工艺
11.1.1 批次制程
11.1.2 卷对卷制程
11.2 工业级别的制备装备
11.2.1 热壁化学气相沉积
11.2.2 冷壁化学气相沉积
11.2.3 等离子体化学气相沉积
11.3 批量制备的关键参数
11.3.1 碳源
11.3.2 腔体压力
参考文献
第12章 转移技术
12.1 聚合物辅助转移法
12.2 电化学鼓泡法
12.3 插层转移法
12.4 机械剥离法
参考文献
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