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(duì)以下幾個(gè)比較常見(jiàn)的問(wèn)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(shí)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(shí)很重要的一點(diǎn)是，如何可以檢驗(yàn)所制備出來(lái)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(kāi)始的時(shí)候，科學(xué)家更希望可以通過(guò)化學(xué)裂解石墨的方式獲得石墨烯。因?yàn)槭膶优c層之間是類(lèi)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(méi)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(méi)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(cè)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(shí)的結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生裂解。但是后面用其他方法制備出來(lái)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(méi)有制備出石墨烯可能是因?yàn)榛瘜W(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(cè)說(shuō)明，顯微鏡下是可以看見(jiàn)的，而且對(duì)于拉曼散射光譜來(lái)說(shuō)還有明顯的特征。
如何對(duì)石墨烯進(jìn)行觀察和鑒定：由于石墨烯是單層原子的，對(duì)光的吸收較少，而且很薄，就不易在光學(xué)顯微鏡下觀測(cè)到。 石墨烯放在特定的厚度的二氧化硅上，當(dāng)光束通過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)生和光的干涉類(lèi)似的現(xiàn)象，但是沒(méi)有石墨烯覆蓋的二氧化硅并不會(huì)有類(lèi)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(cè)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(huì)使二氧化硅*的看不見(jiàn)。所以對(duì)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?yàn)樵恿W(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(duì)于石墨烯來(lái)說(shuō)，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(huì)隨著厚度的增加有變化。這樣就可以無(wú)歧義的，高分辨的，分破環(huán)性的知道原子的層數(shù)?；剡^(guò)頭來(lái)說(shuō)，zui重要的是二氧化硅表面在光學(xué)顯微鏡下對(duì)石墨烯的檢測(cè)，這可以在前面很好的有一個(gè)簡(jiǎn)單方法檢測(cè)是否有石墨烯的出現(xiàn)。5  總結(jié)的說(shuō)，要看到石墨烯并不是意見(jiàn)簡(jiǎn)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(bào)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(shí)驗(yàn)的方便，建議你在用偏光顯微鏡觀看時(shí)，記得把你覺(jué)得比較合適的所有參數(shù)記下來(lái)，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(shí)驗(yàn)來(lái)確定石墨烯的層數(shù)，再后來(lái)你就可以根據(jù)光學(xué)照片來(lái)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(guò)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(huì)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(fèi)勁。如果稍微還原一下，比如200度下，保溫一會(huì)，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(huì)影響成像質(zhì)量，和是否能看到不是有很大。