石墨烯的合成方法主要有两种：物理方法和化学方法。物理方法是从具有高晶格完备性的石墨或者类似的材料来获得,获得的石墨烯都在80nm以上.而化学方法是通过小分子的合成或溶液分离的方法制备的,得到的石墨烯尺寸在10nm以下. 其中物理方法包括:机械分离法，取向附生法和加热SiC的方法、爆炸法；化学方法包括石墨插层法、热膨胀剥离法、电化学法、化学气相沉积法、氧化石墨还原法、球磨法。微机械分离法,最普通的是微机械分离法，直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年Novoselovt等用这种方法制备出了单层石墨烯，并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦，体相石墨的表面会产生絮片状的晶体，在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。取向附生法—晶膜生长,是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，首先让碳原子在1 1 5 0 ℃下渗入钌，然后冷却，冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面，镜片形状的单层的碳原子“ 孤岛” 布满了整个基质表面，最终它们可长成完整的一层石 墨烯。第一层覆盖 8 0 %后，第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的交互作用，而第二层后就几乎与钌完全分离，只剩下弱电耦合，得到的单层石墨烯薄片表现令人满意。

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