近日，由我校牵头、多家合作单位共同参与制定的国际技术规范IEC TS 62607-6-24:2026《纳米制造—关键控制特性—第6-24部分：石墨烯相关产品—石墨烯层数：光学对比度法》由国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会（IEC/TC 113）对外正式发布。该技术规范建立了化学气相沉积（CVD）石墨烯薄膜层数分布的标准化检测方法，为相关材料的质量评价、产品检测与产业化应用提供了统一的技术依据。
石墨烯是具有代表性的二维材料，在电子器件、光电子、传感、储能等领域具有广阔的应用前景。其中，采用CVD技术制备的大面积石墨烯薄膜被认为是最具产业化潜力的石墨烯材料之一。然而，CVD石墨烯薄膜中通常存在不同比例的双层及少层畴区，其层数分布直接影响材料的电学、力学和光学等关键性能。因此，准确、快速地表征石墨烯薄膜的层数及其面积分布，是开展材料质量评价和工艺控制的重要基础。
目前，透射电子显微镜、拉曼光谱和原子力显微镜等技术均可用于石墨烯层数表征，但存在检测通量较低、表征区域有限，以及难以对大面积薄膜进行层数分布统计等问题。长期以来，行业内缺少适用于大面积CVD石墨烯薄膜的标准化、高通量定量检测方案，制约了相关材料的应用研发、质量控制和商业化推广。针对上述行业需求，项目组基于光学对比度测量原理，建立了一套简便、高通量、非破坏性的CVD石墨烯薄膜层数分布测试方法。该方法利用光学显微镜获取样品的明场图像，提取图像绿色通道（G通道）的像素信息，并计算G通道光学对比度值CG。在对光源照明不均匀性进行校正后，对图像中全部有效像素的对比度数据进行统计，绘制对比度直方图并开展曲线拟合。结合预先建立的“光学对比度—石墨烯层数”标定关系，可定量获得薄膜中单层、双层及少层石墨烯畴区的面积占比，从而实现对大面积CVD石墨烯薄膜层数分布的快速、定量表征。
该规范适用于转移至SiO₂/Si 衬底上的洁净CVD石墨烯薄膜。该规范系统规定了表征设备、样品制备、白平衡校准、图像采集、数据处理等全流程技术要求。为提升方法的可操作性和实验室间测试结果的一致性，该规范还设置了规范性附录，分别给出了标准样品标定、单层CVD石墨烯层数分布测试，以及含多层畴区CVD石墨烯薄膜测试的完整操作案例。该规范的发布填补了大面积CVD石墨烯薄膜层数分布高通量定量检测领域国际标准化技术文件的空白，将为石墨烯材料研发、生产过程控制、产品质量检验及国际贸易提供统一、规范的技术支撑，进一步推动石墨烯产业规范化和高质量发展。
该标准由新葡的京集团35222vip倪振华教授牵头起草，泰州巨纳新能源有限公司丁荣，新葡的京集团35222vip副教授章琦等参与起草。国家纳米科学中心、深圳市标准技术研究院等单位的专家给予大力支持。该工作在全国纳米标准化委员会的指导下完成，并受到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
项目团队前期与同行合作发布了一系列低维材料国家标准，包括《纳米科技术语第13部分：石墨烯及相关二维材料》（GB/T 30544.13 2018）、《纳米技术石墨烯相关二维材料的层数测量光学对比度法》（GB/T 40071-2021）、《纳米技术石墨烯相关二维材料的层数测量拉曼光谱法》（GB/T 40069 2021）、《纳米技术二硫化钼薄片的层数测量拉曼光谱法》（GB/T 44935-2024），并与南京大学、泰州巨纳新能源有限公司等单位牵头成立了全国纳米标准化委员会低维纳米结构与性能工作组，推动低维纳米材料评价体系规范化构建，为行业高质量发展和产业化应用提供重要的标准支撑。
技术规范编号：IEC TS 62607-6-24:2026
英文名称：Nanomanufacturing—Key control characteristics—Part 6-24: Graphene-related products—Number of layers of graphene: Optical contrast
供稿：章琦
审核：苗霖