高定向热解石墨（HOPG）

优质的HOPG主要用于科学研究和石墨单色器

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HOPG基底材料用于扫描隧道显微镜和原子力显微镜

SPI Supplies提供两种不同类型的HOPG，但产品质量一样，没有好坏之分，只是它们的制作工艺不同，物理性质稍有差别。在此对两种不同类型的HOPG做详细介绍，以便客户选择。

介绍
HOPG是一种新型高纯度碳，为显微分析人员提供了一种可重复使用的平滑表面。与云母不同的是，HOPG完全无极性适用于元素分析，并且分析信号中仅有碳原子背景信号。HOPG优良的表面光滑性使其可以作为空白背景，除非分辨率达到原子级水平。在HOPG发现之初，其被称为“初生石墨”。请不要将SPI Supplies的HOPG和玻璃态碳相混淆。

薄层状结构
Gr普通石墨和特殊HOPG均系薄层状结构，就像云母、二硫化钼 a及其他分层物质一样，由平的堆积层组成。所有这些薄层状的物质，其平面比层与层之间承受更大的力量，这也说明了这样的物质容易劈开的特征。

HOPG相关信息

开裂特性- HOPG具有层状结构，会像云母一样开裂。通常的方法是先用一条胶带（如3M^®“Scotch Brand”双面胶）粘在HOPG的表面上，然后将其撕下，胶带上就会粘有一层薄薄的HOPG。新裂表层可以用作样本基底材料。那么每个样本上会有多少裂片呢？这很难讲清楚。对于最好的HOPG（如SPI-1或ZYA），每2mm厚的区域中大概含有20到40个裂片。我们无法保证裂片的确切数量，但如果您愿意与我们分享您宝贵的工作经验，我们会席耳恭听的。HOPG的等级越低，每2mm厚的区域中裂片数量就越少，但具体有多少我们也无法准确预测出。

基面图像－用原子级分辨率的扫描隧道显微镜拍摄HOPG的结构图像，会得到两种图像。通常观测到的是一个紧密排列矩阵的图像；在此矩阵中，每个原子被六个相邻原子包围，任意两个原子间距为0.246nm。在理想条件下，特别是探针头真正为单原子时，您将看到石墨的六边形“铁丝网”结构；其中，原子的中心间距为0.1415nm。这个距离是碳原子的基本属性，与石墨等级无关。多数情况下对HOPG的基面进行观察时，图像就是此种紧密排列的矩阵。

用作石墨单色器：据报告，SPI Supplies提供的HOPG（尤其是SPI-1和ZYA级的）比任何其它物质都能更有效地进行X射线和中子的衍射。例如对X射线来说，使用HOPG其强度是使用氟化锂晶体的5倍。使用最好的HOPG的单偏转聚焦单色器，产生的马赛克扩散最小，其亮度是同分辨率氟化锂单色器的3倍。

平整度/粗糙度- HOPG具有多晶结构，其尺寸大小不一。最好的HOPG，其晶体可达10mm。新裂表层由多大几个至十几个的0.2-0.3nm的原子梯级组成。HOPG质量越好，表面粗糙度越小，新裂表层原子梯级数越少。

马赛克扩散- 此项指标用于衡量HOPG的定向度。马赛克扩散越小，HOPG定向度越高，从而裂片表面呈现的梯级越少。马赛克扩散越低，HOPG价格越高，但其可分裂性越好，产生的裂片相应越多，这在某种程度上提高了材料的性价比。

有两种不同的牌子“SPI Supplies”和“GE Advanced Ceramics”，这可能有点容易让人混淆。HOPG的生产工艺相当保密，但我们相信不同工艺之间非常类似，不会完全不同的。两种牌子都有三种等级的产品，最高等级为“校准”级，其次为“科研”级－适用于多数实验，再次为“工艺”级－要求更低，可能主要是演示裂片性质。

通常马赛克扩散是通过X-射线衍射进行测量的。然而文献中也报道过其他一些测量方法，但不同的测量方法在测量数据上会稍有些差别。用于表征两种不同品牌HOPG的详细X-射线衍射资料未被公开过，因此也无法评判哪种更好。我们可以这样给您比喻一下，这两种方法相比较就像苹果与桔子进行比较。以下我们将就可以公开的测量方面的区别进行简单介绍。

柱状结构：
柱状结构在材料平板内部呈垂直分布，在侧表面可以看到颗粒边界。换言之，马赛克扩散沿颗粒边界偏离柱状结构正交轴的角度进行。

高温中使用
越来越多的科研领域需要使用HOPG，越来越多的场合需要良好的耐高温特性。以下信息可能会对您有所帮助：

空气中:                   >  500°C/932°F (开始燃烧)

0.1托真空中:              > 2500°C/4532°F

惰性环境中(N, Ar, He)     > 3500°C/6332°F

z轴校准：
对HOPG裂片表面凹凸部分的高度没有进行过校准。然而，晶体表面具有固定的结构，单阶高度为0.34nm。参考：The Nature of the Chemical Bond第3版，第235页，L. Pauling，1960年著。

由于进行了分裂处理，您会很容易地发现梯级结构。另一种方法是置于烘箱中，通过氧化作用在表面产生蚀刻坑。

高纯度- 两种品牌所有等级的HOPG都具有较高的纯度，杂质含量在10ppm级或更低。

化学稳定性：
HOPG对包括四氧化锇在内的所有化学物质都具有较高的化学稳定性。然而，当其置于SPI Supplies Plasma Prep II等离子蚀刻机产生的氧等离子体中时，HOPG会迅速消失。

导热性：
由于HOPG各向异性的特点，不同方向上其导热性也不同。热导率沿基面方向为1800Wt/C?，沿垂直基面方向为8－10Wt/C?。任何类型的HOPG，其热导率都比较高。导热鳞片与其它HOPG有相同的热导率，且价格便宜。导热性似乎与HOPG的等级无关。

两种等级区别的摘要:
像你看到的，在SPI Supplies HOPG和GE Advanced Ceramics HOPG间存在一些差别。然而，实际主要的区别是测量和表征水平，而不是材料本身。至少有上百的SPI Supplies HOPG用户告诉我们，他们根本没有觉出有何差别。通过研究，仔细检查SPI Supplies HOPG平板的厚度，没有发现任何差别。我们将所知道的与您分享，希望能对您的决定有所帮助。这么长时间以来，我们还没有听说过有哪位科研工作者发现了SPI Supplies和GE Advanced Ceramics产品之间的差异。

SPI Supplies向客户提供两种不同的HOPG

SPI Supplies只销售本品牌的HOPG，分以上三种等级，并且有各种不同的标准尺寸。购买这些批量生产的标准产品，可以为您节省开支。SPI可以为客户定制任何尺寸的产品，交货期一般为4至6个星期，您只需告诉我们真正的要求。由于特殊尺寸产品的订购量较小，其订购费要比标准产品的高许多。

HOPG的密度:
SPI-1、SPI-2和SPI-3三种等级产品的密度均为2.27g/cm^-3。我们不知道GE的Advanced Ceramics牌HOPG产品的密度，但我们相信两者相差无几。

测量方面:
X-射线衍射仅对HOPG平板的一面进行，并且所测值与报告值一样。两面不完全相同，因此每个平板的横截面略微不对称。在HOPG制造过程中，一面看起来相对平坦而另一面则有些起泡。说起来您可能不信，起泡的面反倒马赛克扩散最小，反面的马赛克扩散可能一样，也可能稍大一些。我们更换了SPI Supplies HOPG产品的包装，在反面粘紧胶带以便分清是哪一面。下面有更多对此的评述。

SPI-1级
与下述ZYA级产品非常相似，比得上最好的“校准级” HOPG的品质，马赛克角度小至0.4° +/- 0.1°（极佳的结晶完整性），价格比其它同品质的HOPG更低。此级是最高度有序的产品，横向晶粒尺寸通常3 mm左右，但也可达到10 mm。此级产品通一般于仪器校准或特殊的科研实验（对HOPG有序性要求很高）。此种最优质的材料，价格也是很贵的。适用于要求苛刻的校准程序和研究领域。

SPI-2级
品质与STM-1（见下文）非常相近，马赛克角度小至0.8° +/- 0.2°。此级产品有序性方面比SPI-1级稍差一些，但已经可以满足大多数使用者的要求了。横向晶粒尺寸0.5 mm左右，也可达到1 mm。此级产品的可剥离性比马赛克扩散0.4°的SPI-1级产品稍差一些。适用于多数常规场合，价格便宜。与SPI-1相比，一些用户更喜欢此种HOPG，因为其裂片梯级稍呈波纹状，样品更容易固定（有更好的附着力）。

SPI-3级
马赛克角度小至3.5° +/- 1.5°，不能满足多数实验的要求。但由于价格低廉，适于学生实验使用。此级产品的有序性更差，晶粒尺寸不会超过30-40 nm，但用于学生实验还是很好的。应为有序性较差，您会发现单个剥片会分很多步完成。

厚度规格：
标准厚度0.1mm，完全满足常用X射线单色器的需求。然而，我们要强调的是，在厚度公差方面我们的产品比其它品牌的小得多。客户请勿使用薄于1.9mm的产品来代替标称为2mm产品之用。

电阻：

横向电阻： 4 x 10-5 ohm-cm

纵向电阻： 0.15 ohm-cm

切割成其它尺寸：
如果客户所需尺寸能够从最大尺寸上切割出来，我们会根据客户要求切割出相应尺寸。但如果客户需要的是小于10x10mm的切片，我们是做不到的。

切片越小，制造难度越大并且还需要昂贵的特制工具。然而，我们现售5x5mm和7x7mm的切片产品。由于小切片的制造难度大，使得单位体积材料的价格有所上升。切片越小，使裂片保持分层状就越困难。如果客户想自己进行切割，我们建议使用金刚石绳锯。

现售HOPG薄带:
为方便用户，我们也生产三种等级的HOPG薄层(0.2mm?0.1mm )。生产此种薄层没有任何秘密，完全凭借丰富的经验和出色的技术。有些客户宁愿让我们替他们制作此种样品，而自己则全身心投入于科学研究。现仅有SPI-1级HOPG薄带销售。

3mm圆盘
目前，此种尺寸的圆盘我们仅能生产SPI-3级。用于生产薄带的SPI-2和SPI-1级由于太薄而不能生产圆盘。由于存在边缘畸变，圆盘平整度受到一定影响。

对于厚度的说明并未一如他们所述........
有时我们提供厚度为2mm的SPI-2和SPI-3，由于最近的革新，我们发现虽称厚度为2mm，实则仅为1.6mm。为此，我们继续称该产品厚度为2mm，但这仅是名义上的厚度，而非实际厚度。但是我们生产的1mm和3mm产品的厚度是名副其实的。

SPI-1级

   方形和长方形

尺寸 SPI # 单价 10+, 优惠价 库存

5 mm x 5 mm x 1 mm 476HP-AB $ 240.83 $ 216.75 Yes

7 mm x 7 mm x 1 mm 498HP-AB    240.83    216.75 Yes

10 mm x 10 mm x 1 mm 439HP-AB    240.83    216.75 Yes

10 mm x 10 mm x 2 mm 438HP-AB    400.71    360.64 Yes

12 mm x 12 mm x 1 mm 426HP-AB    374.07    336.66 Yes

HOPG薄带:

10 mm x 10 mm x 0.2 mm 424HP-AB      101.51      91.36 Yes

SPI-2级

尺寸 SPI # 单价 10+, 优惠价 库存

5 mm x 5 mm x 1 mm 479HP-AB $ 99.33 $ 89.40 Yes

7 mm x 7 mm x 1 mm 480HP-AB    99.33    89.40 Yes

10mm x 10 mm x 1 mm 436HP-AB    110.27     99.24 Yes

10mm x 10 mm x 2 mm
(厚度可达到1.6 mm) 446HP-AB    160.90    144.81 Yes

10mm x 10 mm x 3 mm 456HP-AB    381.48     343.33 Yes

20mm x 20 mm x 1 mm 466HP-AB    384.72     346.25 Yes

20mm x 20 mm x 2 mm
(厚度可达到1.6 mm) 444HP-AB    640.53    576.48 No

20mm x 20 mm x 3 mm 447HP-AB 2030.27     1827.24 No

50mm x 25 mm x 1 mm 478HP-AB* ----     ---- No

50mm x 25 mm x 2 mm
(厚度可达到1.6 mm) 497HP-AB* ----    ---- No

50mm x 25 mm x 3 mm 499HP-AB    ----     ---- No

50mm x 50 mm x 1 mm 462HP-AB* ----     ---- No

50mm x 50 mm x 2 mm
(厚度可达到1.6 mm) 463HP-AB* ----    ---- No

50mm x 50 mm x 3 mm 464HP-AB*    ----     ---- No

* 并不是所有尺寸产品总是有现货供应, 请向我们索取最新产品列表.

SPI-3级

尺寸 SPI # 单价 10+, 优惠价 库存

5 mm x 5 mm x 1 mm 490HP-AB $ 82.42 $ 74.18 Yes

7 mm x 7 mm x 1 mm 491HP-AB    82.42    74.18 Yes

10mm x 10 mm x 1 mm 429HP-AB     82.42     74.18 Yes

10mm x 10 mm x 3 mm 443HP-AB    243.13     218.82 Yes

20mm x 20 mm x 1 mm 449HP-AB    245.19    220.67 Yes

20mm x 20 mm x 2 mm
(厚度可达到1.6 mm) 448HP-AB    407.98    367.18 Yes

10mm x 10 mm x 2 mm
(厚度可达到1.6 mm) 440HP-AB     136.66     122.99 Yes

20mm x 20 mm x 3 mm 451HP-AB    887.91     799.12 No

50mm x 25 mm x 1 mm 417HP-AB ----    ---- No

50mm x 25 mm x 2 mm
(厚度可达到1.6 mm) 408HP-AB ----    ---- No

50mm x 25 mm x 3 mm 410HP-AB    ----     ---- No

50mm x 50 mm x 1 mm 458HP-AB*    ----    ---- No

50mm x 50 mm x 2 mm
(厚度可达到1.6 mm) 459HP-AB* ---- ---- No

50mm x 50 mm x 3 mm 413HP-AB*    ----     ---- No

* 并不是所有尺寸产品总是有现货供应, 请向我们索取最新产品列表.

  圆形

直径3mm，厚50-75μm （适用于标准TEM网格支架），装于SPI Slide-A-Grid™ 储盒

20片每盒 423HP-CA $ 151.16 Yes

100片每盒 423HP-MB    559.87 Yes

从前是联合碳化公司的分支机构，现归属通用电气公司：
GE的Advanced Ceramics牌HOPG分三种等级。这是最早的HOPG品牌。其是风靡全球的扫描探针显微镜（SPM）技术的发明创始人。

马赛克扩散的测量:
制造商告诉我们，所用方法为X-射线衍射法。并且对于每一片销售的GE Advanced Ceramics HOPG产品，每一面都进行了不少于四次的测量。很明显，这种水平的测量已经超出了对SPI Supplies HOPG产品所进行的。据说，没有任何数据表明片体两个面的马赛克扩散会有所不同。

ZYA级
此种等级的HOPG质量最好，专门用于仪器校正或极其重要样品检测。开裂面看不出任何分层，马赛克扩散角为0.4° +/- 0.1°。

ZYB级
可适用于大多数科学研究领域，易于修复更新，每个HOPG块可得到15-20个裂片，马赛克扩散角为0.8° +/- 0.2°。

ZYH级
当纯度相同时，此种等级的HOPG的可分裂性比其它低等级的稍差一些。适合于普通样品的检测和学生实验用，马赛克扩散角为3.5° +/- 1.5°。

电阻率:

平行层面方向: 3.5-4.5 x 10^-5 ohm-cm
垂直层面方向: 0.15-0.25 ohm-cm

尺寸	SPI #	单价	10+, 优惠价	库存
ZYA 12mm x 12 mm x 2 mm	430HP-AB	$ 975.00	$ 877.50	Yes
ZYB™ 12mm x 12 mm x 2 mm	432HP-AB	500.00	450.00	No
ZYH™ 12mm x 12 mm x 2 mm	434HP-AB	125.00	112.50	Yes

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SPI-2级
尺寸	SPI #	单价	10+, 优惠价	库存
5 mm x 5 mm x 1 mm	479HP-AB	$ 99.33	$ 89.40	Yes
7 mm x 7 mm x 1 mm	480HP-AB	99.33	89.40	Yes
10mm x 10 mm x 1 mm	436HP-AB	110.27	99.24	Yes
10mm x 10 mm x 2 mm (厚度可达到1.6 mm)	446HP-AB	160.90	144.81	Yes
10mm x 10 mm x 3 mm	456HP-AB	381.48	343.33	Yes
20mm x 20 mm x 1 mm	466HP-AB	384.72	346.25	Yes
20mm x 20 mm x 2 mm (厚度可达到1.6 mm)	444HP-AB	640.53	576.48	No
20mm x 20 mm x 3 mm	447HP-AB	2030.27	1827.24	No
50mm x 25 mm x 1 mm	478HP-AB*	----	----	No
50mm x 25 mm x 2 mm (厚度可达到1.6 mm)	497HP-AB*	----	----	No
50mm x 25 mm x 3 mm	499HP-AB	----	----	No
50mm x 50 mm x 1 mm	462HP-AB*	----	----	No
50mm x 50 mm x 2 mm (厚度可达到1.6 mm)	463HP-AB*	----	----	No
50mm x 50 mm x 3 mm	464HP-AB*	----	----	No
* 并不是所有尺寸产品总是有现货供应, 请向我们索取最新产品列表.

SPI-3级
尺寸	SPI #	单价	10+, 优惠价	库存
5 mm x 5 mm x 1 mm	490HP-AB	$ 82.42	$ 74.18	Yes
7 mm x 7 mm x 1 mm	491HP-AB	82.42	74.18	Yes
10mm x 10 mm x 1 mm	429HP-AB	82.42	74.18	Yes
10mm x 10 mm x 3 mm	443HP-AB	243.13	218.82	Yes
20mm x 20 mm x 1 mm	449HP-AB	245.19	220.67	Yes
20mm x 20 mm x 2 mm (厚度可达到1.6 mm)	448HP-AB	407.98	367.18	Yes
10mm x 10 mm x 2 mm (厚度可达到1.6 mm)	440HP-AB	136.66	122.99	Yes
20mm x 20 mm x 3 mm	451HP-AB	887.91	799.12	No
50mm x 25 mm x 1 mm	417HP-AB	----	----	No
50mm x 25 mm x 2 mm (厚度可达到1.6 mm)	408HP-AB	----	----	No
50mm x 25 mm x 3 mm	410HP-AB	----	----	No
50mm x 50 mm x 1 mm	458HP-AB*	----	----	No
50mm x 50 mm x 2 mm (厚度可达到1.6 mm)	459HP-AB*	----	----	No
50mm x 50 mm x 3 mm	413HP-AB*	----	----	No
* 并不是所有尺寸产品总是有现货供应, 请向我们索取最新产品列表.

圆形
直径3mm，厚50-75μm （适用于标准TEM网格支架），装于SPI Slide-A-Grid™ 储盒
20片每盒		423HP-CA	$ 151.16	Yes
100片每盒		423HP-MB	559.87	Yes