[发明专利]石墨烯前体的判别方法、判别装置以及判别程序

说明书

提供能够利用针对石墨原料的粉末X射线衍射图案而可靠地通过波峰轮廓拟合进行波峰分离的石墨烯前体的判别方法、判别装置以及判别程序。作为针对六方晶系石墨层以及菱面体晶系石墨层混合的石墨原料的石墨烯前体的判别方法，包括：针对石墨原料的粉末X射线衍射数据，确定衍射角的零点的步骤；在形成所述石墨原料的石墨烯片材的面间隔以及所述石墨烯片材内的晶体结构在混合为所述石墨原料的任意的石墨层中均相同的假定下，根据所确定的所述零点，计算六方晶系石墨层以及菱面体晶系石墨层所特有的波峰位置的步骤；对计算出的所述波峰位置处的积分强度进行计算的步骤；和基于计算出的所述积分强度，判别所述石墨原料是否是石墨烯前体的步骤。

技术领域

本发明涉及针对六方晶系石墨层以及菱面体晶系石墨层混合的石墨原料的石墨烯前体的判别方法、判别装置以及判别程序。

背景技术

石墨烯是英国曼彻斯特大学的Geim以及Novosolv两位博士在2004年发现的新型碳坯料。据他们2人所说，已查明的是，石墨烯具有钢铁的100倍以上的强度，并且保有金属的10～100倍的导热特性、电气特性，进一步地，由于平面的晶体结构极小，因而具有不使气体、液体等所有物质通过这样的完全的阻隔特性等，具有与以往的物质悬殊地优异的物性的物质。

由于该伟大的发现，因而打破诺贝尔奖的惯例而在自发现起仅6年后的2010年，向他们2人授予了诺贝尔物理学奖。之后，以石墨烯为基极的半导体、通信元件、电子器件、电池等面向下一代的研究繁荣在推进，甚至模仿自20世纪后半叶随着硅酮半导体的高性能化而发展起来的美国加利福尼亚州的硅谷，在欧美声称21世纪将成为“石墨烯谷的时代”。

石墨烯是薄度仅1个原子的量的极薄的纳米碳材料。因为碳原子具有蜂巢状地键合而形成二维平面这样的特殊的晶体结构，所以石墨烯的电子迁移率极高，即使在光学特性、热特性、力学特性等方面，石墨烯也示出优异的物性。因此，作为下一代材料，石墨烯的研究开发正被活跃地推进。石墨烯的合成法有若干种，但其中有从也作为铅笔的材料的石墨(graphite(黑铅))获得石墨烯的方法。石墨是二维的石墨烯被互相粘结成多层的三维构造的物质，因而能够通过将其剥离来获得石墨烯(参照专利文献1)。

剥离来自石墨的石墨烯的剥离法的益处在于可大大降低生产成本这一点。如果与作为剥离法以外的主要的石墨烯生成法的CVD(化学的气相沉积法)相比，则剥离法的生产效率之高是明显的。CVD是将铜等基板放置在真空容器中，并且在其中使包含作为石墨烯的材料的碳的气体流动的方法。能够在基板上对大面积且高品质的石墨烯进行成膜，但因为使用真空环境等所以成本较高，为了制作1m²的石墨烯，根据品质将耗费数十～数百吨。另一方面，在剥离法中，能够以同样数十～数百吨的成本获得重量1kg程度的石墨烯。因为石墨烯极薄且重量超轻且其每单位重量的表面积成为2500m²/g程度这样的巨大的值，所以如果说重量为1kg，则相当于在基板上成膜的面积为250万m²的CVD石墨烯。即如果以重量为基准进行比较，则对于成本，在CVD与剥离法之间足有约250万倍的差异。

一方，石墨的晶体结构能够通过调查由于将X射线照射于试料时的X射线的散射或干涉而产生的衍射现象的方法(X射线衍射)得知。只要通过粉末X射线衍射法对获得的轮廓进行波峰分离，就能够根据分别的波峰的积分强度比来判别各晶体结构的存在比率(参照非专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本再表2016-038692号公报

非专利文献

非专利文献1：R.A.Young，”The Rietveld Method”，International UnionofCrystal lography Oxford University Press 1995，p.255-275

发明内容

发明要解决的课题