石墨烯 | 化學工廠資訊網
石墨烯是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。它可以被包装成零维(0D)的富勒烯,卷成了一维(1D)的 ...
电子显微镜下石墨烯薄片 石墨烯由碳原子形成的原子尺寸蜂巢晶格结构。 石墨烯及其带状结构和狄拉克锥体石墨烯(graphene)又称单层石墨[1]、碳单层[2][3],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材料,其厚度仅相当于1个碳原子的直径[4]。石墨烯是导热及导电性极佳的透明纳米材料,其电阻率(约10-6 Ω·cm)比铜或银低,可用来发展出更薄、导电更快的新一代电子器件。
石墨烯以前被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在[4],直至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,成功在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”,共同获得2010年诺贝尔物理学奖[5]。
石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料[6],它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光[7];导热系数高达5,300 W/(m·K),高于纳米碳管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15,000 cm2/(V·s),又比纳米碳管或硅晶体(monocrystalline silicon)高,而电阻率只约10-6 Ω·cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料[8][4]。由于它的电阻率极低,电子的移动速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子器件或晶体管。石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控萤幕、光板,甚至是太阳能电池。
石墨烯另一个特性,是能够在常温下观察到量子霍尔效应[9]。
在最近一次评论中给出的石墨烯定义是:
石墨烯是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。它可以被包装成零维(0D)的富勒烯,卷成了一维(1D)的纳米管或堆叠成三维(3D)的石墨。[10]石墨烯的碳原子排列与石墨...
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