文档介绍：石墨烯的 结构与性能
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比钻石还硬的材料 ——石墨烯
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石墨烯的 结构与性能
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比钻石还硬的材料 ——石墨烯
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主要内容
石墨烯的定义
石墨烯的发现
石墨烯的结构
石墨烯的性能
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石墨烯材料的定义
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2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。
，是构建其他维数碳质材料的基本单元。
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石墨烯的发现
石墨烯（Graphene）是2004年由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Kostya Novoselov）发现的，他们使用一种被称为机械微应力技术（micromechanical cleavage） 的简单方法。
正是这种简单方法制备出来的简单物质——石墨烯推翻了科学界一个长久以来的错误认识——任何二维晶体不能在有限的温度下稳定存在。
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石墨烯的结构
完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形)。
石墨烯中的碳-，连接十分牢固，形成了稳定的六边形状。垂直于晶面方向上的键在石墨烯的导电过程中起到了很大的作用。
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石墨烯的结构
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石墨烯的结构
如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。
少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘曲，12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管 。
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石墨烯的结构
石墨烯根据边缘碳链的不同可以分为锯齿型和扶手椅型。
锯齿型石墨烯条带通常为金属型，而扶手椅型石墨烯条带则可能为金属型或半导体型。
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石墨烯性能简介
光学性能
电学性能
力学性能
热学性能
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光学性能
石墨烯具有优异的光学性能。
理论和实验结果表明，%的可见光，%。
如图从基底到单层石墨烯、%。
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电学性能
石墨烯的每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个p轨道电子形成一个大键，电子可以自由移动，赋予石墨烯优异的导电性。
电子在石墨烯中传输时不易发生散射，迁移率可达200000cm2/(V*s)，约为硅中电子迁移率的140倍，其电导率可达104S/m，是室温下导电性最佳的材料。
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电学性能
石墨烯的导电性可通过化学改性的方法进行控制，并可同时获得各种基于石墨烯的衍生物。
双层石墨烯在一定条件下还可呈现出绝缘性。
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力学性能
石墨烯是已知材料中强度和硬度最高的晶体结构。
。
石墨烯的强度极限为42N/m2.。
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热学性能
石墨烯的室温热导率约为5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，是室温下铜的热导率的10倍多。
石墨烯的理论比表面积可达2630m2/g。
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