石墨烯 | 化學工廠資訊網
![石墨烯](https://i.imgur.com/lO00bdM.jpg)
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2杂化轨道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯從前被認為是假設性的結構,無法單獨穩定 ...
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石墨烯(graphene)又稱單層石墨[1]、碳單層[2][3],是一種由碳原子以sp2混成軌域組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜材料,其厚度僅相當於1個碳原子的直徑[4]。石墨烯是導熱及導電性極佳的透明奈米材料,其電阻率(約10-6 Ω·cm)比銅或銀低,可用來發展出更薄、導電更快的新一代電子元件。
電子顯微鏡下石墨烯薄片 石墨烯由碳原子形成的原子尺寸蜂巢晶格結構。 石墨烯及其帶狀結構和狄拉克錐體石墨烯以前被認為是假設性的結構,無法單獨穩定存在[4],直至2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,成功在實驗中從石墨中分離出石墨烯,而證實它可以單獨存在,兩人也因「在二維石墨烯材料的開創性實驗」,共同獲得2010年諾貝爾物理學獎[5]。
石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的奈米材料[6],它幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光[7];導熱系數高達5,300 W/(m·K),高於奈米碳管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過15,000 cm2/(V·s),又比奈米碳管或矽晶體(monocrystalline silicon)高,而電阻率只約10-6 Ω·cm,比銅或銀更低,為目前世上電阻率最小的材料[8][4]。由於它的電阻率極低,電子的移動速度極快,因此被期待可用來發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或電晶體。石墨烯實質上是一種透明、良好的導體,也適合用來製造透明觸控螢幕、光板,甚至是太陽能電池。
石墨烯另一個特性,是能夠在常溫下觀察到量子霍爾效應[9]。
在最近一次評論中給出的石墨烯定義是:
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