文档介绍：石墨唏
王东
2010年10月
带华导保删点学御多验
调研报告的主要内容
石墨烯的基本知识
石墨烯的研究进展
晶圆级石墨烯
本人对该项目的若干建议
石墨唏的基本知识
C元素的同素异形体
石墨〔 Graphite)一层状
结构,每一层中的碳按六方环状
排列,上下相邻层通过平行网面
方向相互位移后再叠置形成层状
结构,位移的方位和距离不同就
导致不同的多型结构。
金刚石( Diamond
四面体结构,四个碳原子
占据四面体的页点
石墨烯的基本知识
富勒烯( Fullerene)
1985年,英国化学家哈罗德·沃
特尔·克罗托博士和美国科学家理查
德斯莫利等人在氦气流中以激光汽
化蒸发石墨实验中首次制得由60个碳
组成的碳原子簇结构分子C克罗
托获得1996年度诺贝尔化学奖
随后又陆续发现Cn等一系列由
非平面的五元环、六元环等构成的封
闭式空心球或椭球结构的共轭烯结构,
以建筑学家富勒命名为富勒烯。
C60球棍模型
石墨唏的基本知识
纳米碳管( Carbon nanotube)
在1991年日本NEC公司基础研
究实验室的电子显微镜专家饭岛
Iijima)在高分辨透射电孑显微镜下
检验石墨电弧设备中产生的球状碳
分子时,意外发现了由管状的同轴
纳米管组成的碳分子这就是现在被
称作的“ Carbon nanotube”,即碳
纳米管又名巴基管。
碳纳米管一般分为单壁(右上)
和多壁(右下)两种
石墨烯的基本知识
石墨烯( Graphene)
2004年,曼彻斯特大
学 Geim教授、 Novoselov博
士和同事以微机械剥离法剥
离层状石墨,发现了二维碳
原子平面结构石墨烯。
20 um
个C
原子
高分辨STM图片
a)石墨
b)单层石墨烯
石墨烯的基本知识
石墨烯的发现推翻了所谓“热
力学涨落不允许二维晶体在有
限温度下自由存在”啪的原有认
知,震撼了整个物理界。因此
其发现者A. K.
Novoselov获得了2008年诺贝尔
物理学奖的提名
4 Novoselov K s. geimaK
Firsov aa. science. 2004
306:666-669
石墨烯的基本知识
. Novoselov已获2010
年诺贝尔物理奖
新华网
石墨烯的基本知识
什么是石墨烯?
石墨烯英文 Graphene
命名来自英文 graphite+ -ene,是一
种由C原子经p2电子轨道杂化后形
成的蜂巢状的准二维结构,是C元
素的另外一种同素异形体。
,我们所
熟知的石墨、纳米碳管和富勒烯等
C的3维结构,是由单层石墨烯(SG)
经过某种形变而形成的。
石墨烯的基本知识
单层
石墨烯
小时
沙
心时
A K Geim K S Novoselov
Nature materials. 2007
富勒
纳米碳管
石墨
6:183-191