1.7.1　图像类表征

在文献［129］中，研究人员通过特定波长的电磁波照射石墨与300nm厚度的硅衬底复合结构，观察反射光的光强，通过颜色、对比度区分石墨烯的层数。其原理主要是不同层数的石墨烯及衬底对入射光具有不同的干涉效果，于是反射光就产生了不同的强度，因此在光学显微镜里可以分辨石墨烯的层数［213］，如图1.16所示。英国曼彻斯特大学A.K.Geim课题组设计了一种孔缝结构，将石墨烯覆盖在孔缝表面，通过不同区域内的传输谱来表征石墨烯层数。

扫描电子显微镜是一种更加精密的仪器，通过它可以观察到石墨烯表面的细节，在图像中深色区域的石墨烯层数比较多，浅色区域的石墨烯层数比较少。并且，单层石墨烯位置的褶皱比较多，会因二维材料的不稳定性而趋于转换为三维形态，而多层石墨烯则比较平滑。

原子力显微镜是图像表征类中最为先进的手段。其原理是利用原子探针慢慢靠近或者接触被测样品的表面，当探针与样品表面的距离减小到一定程度后，原子之间的相互作用力将迅速上升，由显微探针受力的大小就可以直接换算出样品表面的高度，从而获得样品表面形貌特征［214］。对于石墨烯而言，原子力显微镜可以观测到不同的厚度及横向尺寸信息。例如，文献［215］中将经过超声剥离的氧化石墨烯附在云母片等基底上，用原子力显微镜观察到的图像如图1.17所示，其高度的剖面对应样品的两个点，高度差即是石墨烯的厚度。

这里需要指出的是，石墨烯的层数过多后将不具备二维材料的特征，更加趋近于三维材料（石墨）性质，具体而言，当层数达到10时，便可以认为不再是石墨烯［216］。