文档介绍：石墨烯由碳原子以 sp 2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料 1蜂巢晶格结构: 2能带结构: 3简介: ?已知材料中最薄的一种,质料非常牢固坚硬,在室温状况,传递电子的速度比已知导体都快?一种平面单层紧密打包成一个二维( 2D)蜂窝晶格的碳原子,并且是所有其他维度的石墨材料的基本构建模块?结构非常稳定内部的碳原子之间的连接很柔韧, 当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形, 使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定 4发现历史: ? 1948 年, G. Ruess 和 F. Vogt 发表了最早用透射电子显微镜拍摄的少层石墨烯(层数在 3层至 10层之间的石墨烯)图像? 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,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,两人也共同获得 2010 年诺贝尔物理学奖? 2005 年,同样曼彻斯特大学团队与哥伦比亚大学的研究者证实石墨烯的准粒子是无质量迪拉克费米子 5制备方法: ?撕胶带法/轻微摩擦法?碳化硅表面外延生长?金属表面生长?氧化减薄石墨片法?肼还原法?乙氧钠裂解?石墨的声波处理法?. . . . . . 6结构及性质: 电子性质:如能带结构图, 科学家很早就察觉,对于低能量电子,在二维的六角形布里渊区的六个转角附近,能量-动量关系是线性关系: 其中, E 是能量, 是约化普朗克常数, 是费米速度, 与分别为波矢量的 x-轴分量与 y-轴分量。 7潜在的应用: ?单分子气体侦测:巨大的表面积使它对周围的环境非常敏感。即使是一个气体分子吸附或释放都可以检测到?石墨烯纳米带: 2012 年 10月有些研究者试着用石墨烯纳米带应用于光通信系统,发展石墨烯纳米带激光器?集成电路: 2011 年6月, IBM 的研究人员宣布,他们已经成功地创造了第一个石墨烯为基础的集成电路-宽带无线混频器 8 ?石墨烯晶体管:在现代技术下,石墨烯纳米线可以证明一般能够取代硅作为半导体?透明导电电极:石墨烯良好的电导性能和透光性能,使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。触摸屏、液晶显示、有机光伏电池、有机发光二极管等等,都需要良好的透明电导电极材料?导热材料/热界面材料: 2011 年,美国佐治亚理工学院学者报道了垂直排列官能化多层石墨烯三维立体结构在热界面材料中的应用及其超高等效热导率和超低界面热阻 9 ?超级电容器:由于石墨烯具有特高的表面面积对质量比例,石墨烯可以用于超级电容器的导电电极?海水淡化:研究表明,石墨烯过滤器可能大幅度的胜过其他的海水淡化技术?太阳能电池:南加州大学维特比工程学院的实验室报告高度透明的石墨烯薄膜的化学气相沉积法在 2008 年的大规模生产。 2010 年, 李新明和朱宏伟等人首次将石墨烯与硅结合构建了一种新型的太阳能电池 10