偏光顯微鏡能否觀察石墨烯？在光學(xué)顯微鏡下是什么特殊反應(yīng)？
zui近針對以下幾個比較常見的問題：
如何用顯微鏡觀察石墨烯？
石墨烯在光學(xué)顯微鏡下是不是有什么特殊的顏色反應(yīng)？
石墨烯可以用偏光顯微鏡觀察？
看石墨烯需要用什么光學(xué)顯微鏡？
如何用顯微鏡觀察石墨烯？
首先是石墨烯的概念：石墨烯是材料學(xué)科的新星，受到材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理的高度關(guān)注。作為一種嚴(yán)格的2維的材料，具有很多突出的晶體性能和電學(xué)性能。作為一種新材料，它甚至是曾經(jīng)在理論上不存在的，所以在尋找這種物質(zhì)的時候有很多的方法和技術(shù)，但是不是每一種方法和技術(shù)都可以成功的。同時很重要的一點是，如何可以檢驗所制備出來的物質(zhì)是2維結(jié)構(gòu)的。
石墨烯是怎么獲得的，石墨烯是怎么發(fā)現(xiàn)的：開始的時候，科學(xué)家更希望可以通過化學(xué)裂解石墨的方式獲得石墨烯。因為石墨的層與層之間是類似于范德瓦爾斯作用力是一種比較弱的力。在化學(xué)裂解生成的沉積物中，并沒有發(fā)現(xiàn)石墨烯的蹤影，大部分是一些多原子的曲卷產(chǎn)物，并不是單層的原子。使用化學(xué)裂解法中沒有發(fā)現(xiàn)石墨烯，認(rèn)為有以下可能：1.石墨烯不在顯微鏡的觀測范圍之內(nèi)，所以不可能“找到”即使是存在的。2.石墨烯是一種瞬時的結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定，會發(fā)生裂解。但是后面用其他方法制備出來石墨烯，證明在室溫下是可以穩(wěn)定存在的，所以第二種假設(shè)是不成立的，化學(xué)的方法沒有制備出石墨烯可能是因為化學(xué)反應(yīng)本身很難控制單一的某一化學(xué)鍵的反應(yīng)，而且在速度也不好控制。同樣后面的石墨烯的檢測說明，顯微鏡下是可以看見的，而且對于拉曼散射光譜來說還有明顯的特征。
如何對石墨烯進(jìn)行觀察和鑒定：由于石墨烯是單層原子的，對光的吸收較少，而且很薄，就不易在光學(xué)顯微鏡下觀測到。 石墨烯放在特定的厚度的二氧化硅上，當(dāng)光束通過時會發(fā)生和光的干涉類似的現(xiàn)象，但是沒有石墨烯覆蓋的二氧化硅并不會有類似的現(xiàn)象。所以，可以使石墨烯可以在光學(xué)顯微鏡下被觀測到。但是二氧化硅的厚度如果是315納米，而不是300納米的話就會使二氧化硅*的看不見。所以對石墨烯的要求之外，二氧化硅的表面的清潔度也很重要。用光學(xué)顯微鏡找到2維結(jié)構(gòu)的單分子層，進(jìn)一步的分析使用原子力學(xué)顯微鏡，因為原子力學(xué)顯微鏡中2維結(jié)構(gòu)與3維結(jié)構(gòu)原子層之間的距離和厚度都有明顯的差別?，F(xiàn)在我們知道對于石墨烯來說，它的拉曼光譜明顯的和厚度是有關(guān)系的。D頻率的二階峰的形狀，位置，寬度都會隨著厚度的增加有變化。這樣就可以無歧義的，高分辨的，分破環(huán)性的知道原子的層數(shù)。回過頭來說，zui重要的是二氧化硅表面在光學(xué)顯微鏡下對石墨烯的檢測，這可以在前面很好的有一個簡單方法檢測是否有石墨烯的出現(xiàn)。5 總結(jié)的說，要看到石墨烯并不是意見簡單的事，有很多的細(xì)節(jié)需要關(guān)注。從石墨的選擇，二氧化硅基底的厚度，表面到拉曼光譜的特征等等。
普通的顯微鏡是看不到單層或雙層石墨烯的,但是還是可以看到五層左右的.現(xiàn)在文獻(xiàn)上報道的一般是采用Leica或奧林巴斯型顯微鏡觀察（奧林巴斯偏光顯微鏡BX53P）。
為了實驗的方便，建議你在用偏光顯微鏡觀看時，記得把你覺得比較合適的所有參數(shù)記下來，以便以后都采用這套參數(shù)，這樣你只要進(jìn)行一兩次拉曼實驗來確定石墨烯的層數(shù)，再后來你就可以根據(jù)光學(xué)照片來判斷單層到四層石墨烯。
石墨氧化物分散到300納米二氧化硅襯底上，通過leica 顯微鏡也是可以看到的，并且石墨氧化物與還原后的石墨氧化物顏色會出現(xiàn)很大的變化。
氧化石墨烯的折射率不同，導(dǎo)致了在基片上看很費勁。如果稍微還原一下，比如200度下，保溫一會，基本就出現(xiàn)比較好的襯度了。顯微鏡具體用什么牌子不是zui重要的，牌子僅僅會影響成像質(zhì)量，和是否能看到不是有很大。
