拉曼光譜中的G峰（Graphiticpeak）和D峰（Disorderedpeak）是碳材料（如石墨、石墨烯、碳納米管、無定形碳等）結(jié)構(gòu)分析的關(guān)鍵特征峰。它們反映了材料中碳原子的鍵合方式、有序性和缺陷程度。

G峰（Graphitic Peak）

?位置：約1580cm?1（具**置可能因材料和測試條件略有偏移）。

?物理意義：

?對應(yīng)sp2雜化碳原子的面內(nèi)振動模式（C-C鍵的伸縮振動），反映材料中石墨化有序結(jié)構(gòu)。

?在完美單晶石墨或高度有序的石墨烯中，G峰是主要特征峰。

應(yīng)用

?評估石墨化程度：G峰越尖銳、強(qiáng)度越高，材料結(jié)晶性越好。

?判斷應(yīng)力或摻雜：外界應(yīng)力或化學(xué)摻雜可能導(dǎo)致G峰位置偏移或劈裂（如雙層石墨烯中G峰可能分裂為兩個峰）。

D峰（Disordered Peak）

?位置：約1350cm?1（與G峰位置類似，受激光波長影響）。

物理意義

?來源于缺陷或無序結(jié)構(gòu)中sp2雜化碳的呼吸振動模式（如石墨晶格邊緣、空位、sp3雜化碳等）。

?D峰的出現(xiàn)必須滿足以下條件：存在結(jié)構(gòu)缺陷，且拉曼激發(fā)光的波長與缺陷尺寸匹配（滿足動量守恒）。

應(yīng)用

?表征缺陷密度：D峰強(qiáng)度與缺陷程度正相關(guān)。

?評估材料無序性：如無定形碳、氧化石墨烯（GO）中D峰**。

D峰與G峰的強(qiáng)度比（ID/IG）

?計(jì)算公式：\(I_D/I_G=\frac{\text{D峰強(qiáng)度}}{\text{G峰強(qiáng)度}}\)

意義

?ID/IG比值升高：表明材料缺陷增多或無序性增強(qiáng)（如石墨烯被氧化、碳材料機(jī)械損傷）。

?ID/IG比值降低：反映材料石墨化程度提高（如高溫退火修復(fù)缺陷）。

注意

?ID/IG的**數(shù)值與激光波長有關(guān)（如785nm和532nm激光器測得的比值可能不同），需在相同測試條件下比較。

其他相關(guān)峰

?2D峰（G'峰）：

?位置：約2700cm?1，來源于雙聲子共振過程。

?用于判斷石墨烯層數(shù)：單層石墨烯的2D峰為對稱單峰，多層石墨烯或石墨中2D峰劈裂為多峰。

?D'峰：約1620cm?1，與缺陷相關(guān)的次級峰，常與G峰重疊。

測試條件的影響

?激光波長：

?不同波長（如532nm、633nm、785nm）可能導(dǎo)致D峰和G峰位置偏移（因色散關(guān)系不同）。

?短波長激光（如532nm）對缺陷更敏感，可能導(dǎo)致ID/IG比值偏高。

?功率與聚焦：

?高激光功率可能灼燒樣品（尤其是石墨烯），導(dǎo)致人為缺陷，需謹(jǐn)慎選擇功率。

典型應(yīng)用場景

1.石墨烯質(zhì)量評估：

?單層石墨烯：G峰強(qiáng)，2D峰尖銳且強(qiáng)度≈2倍G峰，D峰弱或無。

?氧化石墨烯（GO）：D峰**，ID/IG高。

2.碳納米管分類：

?金屬型碳管：G峰為洛倫茲線形。

?半導(dǎo)體型碳管：G峰可能劈裂為雙峰。

3.電池負(fù)極材料分析：

?石墨負(fù)極的ID/IG比值可反映充放電循環(huán)后的結(jié)構(gòu)損傷程度。

總結(jié)

?G峰：有序sp2結(jié)構(gòu)的標(biāo)志。

?D峰：缺陷或無序sp2/sp3混合結(jié)構(gòu)的標(biāo)志。

?ID/IG：量化材料缺陷與石墨化程度的黃金指標(biāo)，但需結(jié)合具體材料和分析場景解讀。