文档介绍：1•石墨烯（Graphene）的结构
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢状晶格的平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的二维材料。如图所示，石墨烯的原胞由晶格矢量a1和a2定义每个原胞内有两个原子，分别位于A和B的晶格上宏观电流，分别成为电子导电和空穴导电。
石墨烯的每一单位晶格有 2 个碳原子,导致其在每个布里渊区有两个等价锥形相交点（K和K'）点，再相交点附近其能量于波矢量成线性关系
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E：能量，？：约化普朗克常数，山：费米速度，1*l『m/s, 卜：分别是波矢量再X-和Y-轴的分量。因此，使得石墨烯中的电子和空穴的有效质量均为零, 所有电子，空穴被称为狄拉克费米子。相交点为狄拉克点，在其附近能量为零，古石墨烯的带隙（禁带）为零。石墨烯独特的载流子特性和无质量的狄拉克费米子属性使其能够在室温下观测到霍尔效应和异常的半整数量子霍尔效应（当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面会出现电势差）。表明了其独特的载流子特性和优良的电学性质。
石墨烯的室温载流子迁移率实测值达15000cm2/V・s （电子密度］i：l1:cm2）。
石墨烯高迁移率的原因
散射机制
在一定温度下,即使没有外加电场,半导体中的大量载流子也在永不停息的作着无规则的、杂乱无章的热运动。载流子在运动时,便会不断的与热振动着的晶格或半导体中电离子的杂质离子发生碰撞,使载流子速度的大小及方向发生改变。也就是说载流子在运动中受到了散射。当有外电场作用时,一方面,载流子在电场力的作用下作定向运动;另一方面,载流子仍不断的遭到散射,使其运动方向不断的改变。载流子就是在外力和散射的双重影响下,以一定的平均速度沿力的方向漂移。
众所周知,在具有严格周期势场的晶体中,载流子不会遭到散射。载流子遭到散射的根本原因就是这种周期势场被破坏。在实际的晶体中,除了存在周期势场外还存在一个附加势场,从而使周期势场发生变化。由于附加势场的作用,就会使能带中的载流子发生在不同状态间的跃迁。例如,原来处于状态的载流子遭到散射后以一定的几率跃迁到各种其他的状态。
晶体电子可看成是处于晶体原子所构成的晶格周期性势场之中的微观粒子，此势场的形式就决定了晶体电子的能量状态—能带。此即意味着晶体电子的状态（用电子波的波矢 k 表征）由晶格周期性势场决定，即规则排列的晶体原子，就决定着由许多波矢 k 表征的晶体电子的状态。
因为载流子散射就是载流子的动量发生改变的现象，也就是波矢 k（晶体动量，大小为波长的倒数）发生改变的现象；而规则排列的原子构成的晶格周期性势场只是决定晶体电子的稳定状态，而不会引起状态的变化。故可以说，在完整的晶格周期性势场中运动的电子不会遭受散射。因此，规则排列的晶体原子不会散射载流子。
规则排列的晶体原子不散射载流子的情况，也可以用电子波在晶体中的传播概念来理解。因为电子在晶体中的运动，实际上就是电子波在晶体中的传播；而规则原子构成的许多晶面都可以反射电子波，而各个反射波之间干涉的结果，除了某一定波长的电子波因满足Bragg反射最大的条件、而不能传播以外，其余的电子波都可以在晶格中很好地传播，从而相应的这些电子并不遭受散射。
而在晶体中不能传播的电子波的波矢，正好是Brillouin区边缘的那种波矢（状态），即这种状态是不存在的。在能量上，Brillouin区边缘就对应于禁带; Brillouin 区内部的波矢所对应的就是容许带（能带）。因此，处于能带中的晶体电子，不会受到晶格的反射，即不会受到晶体原子的散射。
总之，规则排列的晶体原子、亦即相应的晶格周期性势场不会散射载流子。可以想见，不是规则排列的晶体原子、亦即不是完整的晶格周期性势场就必将散射载流子。换句话说，在完整晶格周期性势场之上的任何附加势场，对于晶体中的载流子都将要产生散射作用。
所以，电子在石墨烯中传输时不易发生散射，表明石墨烯的主要散射机制是缺陷散射。可以提高石墨烯的完整性来增加其迁移率。
光学特性单层石墨烯的透过率可从菲涅耳公式用于通用光传导的薄膜材料中得到
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其中，。二亠=「严；，e是光子的电荷、C为光速，"为精细结构常数。可见单层石墨稀对光的吸收率达到了 %,对于多层石墨炼片，可以看做单层石墨烯的简单叠加，每一层的吸收是恒定不变的，随着层数的增加，吸收也线性增长。多层石墨烯的透过率为：T= （I—：.） 2。其中―=%为单层石墨稀的非饱和吸收效率,n为石墨稀的层数。根据上式得出的多层石墨烯对光的吸收率和层数的关系,随着层数的增加,石墨烯对光的吸收率也变大,10层时吸收