نانو لوله های کربنی و گرافن از  جمله موادی هستند که مطالعات بسیاری بر روی آنها انجام گرفته است . گرافن دوبعدی  به خاطر خواص ویژه و منحصر به فردی مانند تحرک حامل بسیار بالا ، اثر کوانتومی هال در دمای اتاق ، اثر میدان الکتریکی دوقطبی توجهات زیادی را به خود جلب کرده است . 

 

برخی دیگر از خواص گرافن که بسیار جالب است شامل جذب غیر قابل انتظار نور سفید ، الاستیسیته ی بالا ، خواص مغناطیسی غیر عادی ، سطح بالا ،جذب گاز  می باشد. در حالی که گرافن به طور معمول به یک تک لایه از اتم های کربن SP2 پیوند خورده اطلاق می شود،اما تحقیقات بسیار زیادی در مورد گرافن های کم لایه و دو لایه انجام شده است .اولین بار گرافن توسط روش پوسته پوسته کردن میکرومکانیکی از ورقه های گرافیت بدست آمد. از آن زمان به بعد ،پیشرفت های زیادی در حوزه ی ساخت و سنتز گرافنها ایجاد شده است . خواص گرافن بخش مهمی از تحقیقات گرافن است و در برگیرنده ی اندازه گیری بر اساس تکنیکهای میکروسکوپی و اسپکتروسکوپی مختلفی است .  این خواص در برگیرنده ی تعیین تعداد لایه ها و خلوص نمونه است . کنتراست نوری لایه های گرافن در بسترهای مختلف ، یک روش ساده و موثر برای تشخیص تعداد  لایه هاست . این روش بر اساس کنتراستی است که از تداخل پرتوهای نوری منعکس شده در رابطهای هوا به گرافن ، گرافن به دی الکتریک و دی الکتریک به بستر ناشی می شود .کنتراست در تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM   )، راه دیگری برای تعیین تعداد لایه هاست . شدت الکترون ثانویه نمونه که در ولتاژ شتاب الکترون کم عمل میکند، رابطه ی خطی با تعدا لایه ها دارد . میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) را می توان به طور مستقیم برای تعیین تعداد لایه ها به کار برد .

 

 

سنتز گرافن های تک لایه( SLG   ) و کم لایه ( FG  ) :

گرافن های تک لایه و کم لایه را با روشهای مختلفی می توان سنتز کرد.فرآیندهای سنتز را میتوان در گروههای لایه برداری، رسوب گذاری بخار شیمیایی  (CVD)، تخلیه قوس الکتریکی و احیای اکسید گرافن طبقه بندی کرد .

 

لایه برداری مکانیکی :

انباشته شدن لایه ها در گرافیت به خاطر همپوشانی اوربیتالهای نیمه پر pz   و یا pi  عمود بر صفحه ی ورقه هاست . لایه برداری  درست برعکس انباشته شدن لایه هاست . ورقه های گرافن  با ضخامت مختلف را می توان از طریق لایه برداری مکانیکی و یا پوسته پوسته کردن لایه ها از مواد گرافیتی مانند گرافیت بسیار منظم پیرولیتی( HOPG ) ، گرافیت های تک کریستال و یا گرافیت طبیعی به دست آورد .  لایه برداری و دستکاری ورقه های گرافن از طریق AFM    و STM    قابل دستیابی است .

لایه برداری شیمیایی :

لایه برداری شیمیایی شامل  یک فرآیند دو مرحله ای است . در مرحله ی اول ، فاصله ی بین لایه ها افزایش می یابد و در نتیجه نیروهای واندروالس بین لایه ای کاهش پیدا میکند . این کار با قرار دادن موادی در بین لایه های گرافنی انجام می شود . در پی انجام اینکار موادی به نام ترکیبات میانی گرافن( GICs   ) بدست می آید . GIC   ها سپس توسط حرارت دادن و یا فراصوت به گرافن تبدیل می شود.  یک نمونه ی کلاسیک لایه برداری شیمیایی ، تولید اکسید گرافن تک لایه توسط امواج فراصوت  است . اکسید گرافن به سرعت توسط روش هومر آماده می شود .این  روش شامل اکسیداسیون  گرافیت با مواد اکسید کننده ی قوی مانند KMno4 وNaNo3 در H2SO4/H3PO4 است . در اکسیداسیون ، فضای بین لایه ای از 3.7 به 9.5 آنگسترم افزایش می یابد و گرافن تک لایه حاصل می شود.

رسوب گذاری بخار شیمیایی:

یکی از رویکردهای ارزان و قابل دسترس برای رسوب مقدار زیادی از گرافن ، رسوب  گذاری بخار شیمیایی بر روی بسترهای فلزات واسطه مانند Ni , Pd, Ru ,Ir , Cu است.    این فرآیند بر اساس اشباع کربن فلزات واسطه با قرار دادن در معرض یک گاز هیدروکربن در دمای بالاست . با خنک کردن بستر ،حلالیت کربن در فلز واسطه کاهش می یابد و  کربن بصورت لایه های گرافن برروی سطح رسوب می کند.  محصول نهایی تولید شده به این روش از کیفیت بالایی برخوردار بوده و برای تولید قطعات الکترونیکی مناسب می باشد.