2024 年英国曼彻斯特大学的领导的小组首次通过机械玻璃的方法成功制备了新型的二维碳材料-石墨烯（graphene）。自发现以来，石墨烯在科学界激起了巨大的波澜，它在各学科方面的优异性能，使其成为近年来化学、材料科学、凝聚态物理以及电子等领域的一颗新星。就石墨烯的讨论来说，确定其层数以及量化无序性是至关重要的。激光显微拉曼光谱恰好就是表征上述两种性能的标准理想分析工具。通过测量石墨烯的拉曼光谱我们可以推断石墨烯的层数、堆垛方式、缺陷多少、边缘结构、张力和掺杂状态等结构和性质特征。此外，在理解石墨烯的电子声子行为中，拉曼光谱也发挥了巨大作用。 石墨烯的典型拉曼光谱图 石墨烯的拉曼光谱由若干峰组成，主要为 G 峰，D 峰以及 G’峰。G 峰是石墨烯的主要特征峰，是由 sp2碳原子的面内振动引起的，ｗｗｗ．ｇｌｔ９１０．ｃｏｍ它出现在 1580cm-1附近，该峰能有效反映石墨烯的层数，但极易受应力影响。D 峰通常被认为是石墨烯的无序振动峰，该峰出现的具体位置与激光波长有关，它是由于晶格振动离开布里渊区中心引起的，用于表征石墨烯样品中的结构缺陷或边缘。G’峰，也被称为 2D 峰，是双声子共振二阶拉曼峰，用于表征石墨烯样品中碳原子的层间堆垛方式，它的出峰频率也受激光波长影响。举例来说，图 1[1]为激光激发下单层石墨烯的典型拉曼光谱图。其对应的特征峰分别位于1582cm-1附近的 G 峰和位于 2700cm-1左右的 G’峰，假如石墨烯的边缘较多或者含有缺陷，还会出现位于 1350cm-1左右的 D 峰，以及位于 1620cm-1附近的 D’峰。图 1 514nm 激光激发下单层石墨烯的典型拉曼光谱图[1] 当然对于 sp2碳材料，除了典型的拉曼 G 峰，D 峰以及 G’峰，还有一些其它的二阶拉曼散射峰，大量的讨论表明石墨烯含有一些二阶的和频与倍频拉曼峰，这些拉曼信号由于其强度较弱而常常被忽略。假如对这些弱信号的拉曼光谱进行分析，也可以很好地对石墨烯中的电子-电子、电子-声子相互作用及其拉曼散射过程进行系统的讨论。 石墨烯拉曼光谱与层数的关系 多层和单层石墨烯的电子色散不同，导致了拉曼光谱的明显差异。图 2 [1,2]为532nm 激光激发下，SiO2（300nm）/Si 基底上 1~4 层石墨烯的典型拉曼光谱图，由图可以看出，单层石墨烯的 G’峰尖锐而对称，并具有完美的单洛伦兹（Lorentzien）峰型。此外，单层石墨烯的 G’峰强度大于 G 峰，且随着层数的增加，G’峰的半峰宽（FWHM：full wi...
