文档介绍：材料学文献检索与写作结课论文综述石墨烯的制备及潜在应用摘要:石墨烯具有独特的二维结构(由一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子以sp2杂化连接而成的单原子层组成)和优异的电学、光学、热学和机械性能,倍受科研机构的大力关注,并迅速成为材料、化学、物理和工程领域的热点研究课题。这篇文章简述了石墨烯的基本性质;重点分析了制备石墨烯的几种不同方法,包括:机械剥离法、加热SiC法、石墨插层法、化学气相沉积法、溶剂热法等,并且评述了这几种方法的特点及存在的问题。并阐述了其未来的发展前景。关键词:石墨烯;石墨烯制备;综述;应用引言2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫等通过机械分离法首次成功制备了名为石墨烯(graphene),它是以sp2轨道杂化方式连接的C单原子按正六边形紧密排列成的蜂窝状的二维原子晶体结构。图1为石墨烯的结构示意图。他们的成果打破了在20世纪30年代,Peiers和Landau认为由于热力学不稳定性而不可能存在这种二维晶体的传统理论。石墨烯作为碳家族的成员,与零维富勒烯、一维碳纳米管以及三维石墨之间的关系如图2所示。左侧为零维富勒烯(巴基球)、中间为将石墨烯卷起后成为碳纳米管、右边为石墨烯层的叠加成为三维石墨。图1石墨烯的结构示意图  图2石墨烯与富勒烯、碳纳米管、石墨的关系图石墨烯独特的二维结构使得它具备了许多特性,×103m2/g,优异的导热性能3×103W/(m·K),×103GPa,。在已知的材料中,石墨烯具有最高的强度130GPa,是钢的100多倍。石墨烯具有稳定的正六边形晶格结构使其具有优良的导电性,×104cm2/(V·s),比目前使用的半导体材料锑化铟的最大迁移率高两倍,比商用硅片的最大迁移率高10倍。此外,石墨烯还具有很高的光透射率(%)、室温量子隧道效应、反常量子霍尔效应。因此自石墨烯第一次被成功制备以来,就成为了各国科学前沿领域中的研究热点。1 石墨烯的基本性质石墨烯是单层原子厚度的石墨,具有二维蜂窝状网络结构。它能分解成零维富勒烯,也能卷曲产生一维碳纳米管,亦能堆积产生三维石墨。独特的二维晶体结构使石墨烯具有优异的力、热、电学性能。,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也可以保持结构稳定。美国哥伦比亚大学的物理学研究小组经过大量的实验,发现石墨烯是现在世界上已知的最为牢固的材料,并对石墨烯的力学性能进行了全面的研究。实验发现,在石墨烯样品微粒开始碎裂前,。该研究小组认为压力恰恰是微型处理器制造过程中遇到的主要阻力之一,而生产晶体管使用的材料不仅要有出色的电子特性,还要能够承受住生产过程中的压力和反复使用过程中产生的热量。他们强调,在证实了石墨烯的强度之后,可以相信石墨烯能够承受住这种压力。,大多数物理学家认为,热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以,它的发现立即震惊了凝聚态物理界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在,但是单层石墨烯在实验中被制备出来,这归结于石墨烯在纳米