石墨烯的结构性能及应用

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1、石墨烯的结构性能及应用姓名：杨璞学号：1315020228专、Ik:商学院国Kb•贸专业摘要:石墨烯是2004年才发现的一种脊夼异性能的新型材料，它是由碳原了组成的二维六角点阵结构，具有单一股子层或儿个股子层厚。石墨烯因其M•奋独特的电子能带结构和貝相对论电子学特性，是迄今为止人类发现的敁珂想的二维电子系统，H具冇中•富而新夼的物现特性。本文详细介绍了石墨烯的结构，特殊性能及相关应用。关键词：石墨烯；结构性能；相关应用一、引言石墨烯是2004年以来发现的新型电子材料m石墨烯是sp为单层原子的排列成蜂窝状六

2、角平面晶体。在单层石墨烯中?#度只有0.334nm。石墨烯足构成下列碳同素异型体的基本单和富勒烯。石墨烯被认为是平而多环芳香烃原子晶体。石墨烯在电子和光电器件领域有着重要和广阔的应用前景【2】正因为如此，石墨烯的两位发现者获得了2010年的诺贝尔物理学奖。石墨烯是一种没有能隙的半导体，具有比硅高100倍的载流子迁移率0x1Ocmv),在室温下具冇微米级自由程和大的相干长度，凶此石墨烯是纳米电路的理想材呀斗石墨烯具冇良好的导热性［3000W/(nvIQ］、高强度(llOGPa)和超大的比表面积7(2630m

3、Z/S)。这些优异的性能使得石墨烯在纳米电子器件、气体传感器、能量存储及复合材料等领域有光明的应用前景［3_4］二.石墨烯的特殊性能石墨烯是一种半金属或者零带隙二维材料，在靠近布里渊区6个角处的低能区，其因而电子或空穴的有效濟量为零，这里的电子或空穴是相对论粒子，可以用自旋为1/2粒+的狄拉克方程来盛述。石墨條的电子还移率实验测量依超过15000cm/(V*s)(载流子浓度1^10(：1^)，在10〜100K范围

4、A),迁移率几T与温度无关，说明心墨烯屮的主耍散射机制是缺陷散石墨烯的结构性能及应用姓名：杨

5、璞学号：1315020228专、Ik:商学院国Kb•贸专业摘要:石墨烯是2004年才发现的一种脊夼异性能的新型材料，它是由碳原了组成的二维六角点阵结构，具有单一股子层或儿个股子层厚。石墨烯因其M•奋独特的电子能带结构和貝相对论电子学特性，是迄今为止人类发现的敁珂想的二维电子系统，H具冇中•富而新夼的物现特性。本文详细介绍了石墨烯的结构，特殊性能及相关应用。关键词：石墨烯；结构性能；相关应用一、引言石墨烯是2004年以来发现的新型电子材料m石墨烯是sp为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。在单层石墨烯中?#

6、度只有0.334nm。石墨烯足构成下列碳同素异型体的基本单和富勒烯。石墨烯被认为是平而多环芳香烃原子晶体。石墨烯在电子和光电器件领域有着重要和广阔的应用前景【2】正因为如此，石墨烯的两位发现者获得了2010年的诺贝尔物理学奖。石墨烯是一种没有能隙的半导体，具有比硅高100倍的载流子迁移率0x1Ocmv),在室温下具冇微米级自由程和大的相干长度，凶此石墨烯是纳米电路的理想材呀斗石墨烯具冇良好的导热性［3000W/(nvIQ］、高强度(llOGPa)和超大的比表面积7(2630mZ/S)。这些优异的性能使得石

7、墨烯在纳米电子器件、气体传感器、能量存储及复合材料等领域有光明的应用前景［3_4］二.石墨烯的特殊性能石墨烯是一种半金属或者零带隙二维材料，在靠近布里渊区6个角处的低能区，其因而电子或空穴的有效濟量为零，这里的电子或空穴是相对论粒子，可以用自旋为1/2粒+的狄拉克方程来盛述。石墨條的电子还移率实验测量依超过15000cm/(V*s)(载流子浓度1^10(：1^)，在10〜100K范围

8、A),迁移率几T与温度无关，说明心墨烯屮的主耍散射机制是缺陷散射，因此，可以通过提高石墨烯的完整性来增加其迁移率，长波的声

9、学声子散射使得石墨烯的室温迁移率大约为200000cm2/(V，s)(载流子浓度ndOcm),12其和应的电阻率为ICVQctti,比室温也阻率最小的银的电限率还小。硅的电子迁移率为1400cm2/(V.s),电子在石墨烯巾的传输速度是在硅巾的100倍，因而未来的半导体材料是石墨烯而不是硅。这将使开发更高速的计算机芯片和生化传感器成为可能。但是当石墨烯生K:在siO2衬底上时，由于衬底的光学声子对电子的散射比石墨烯本身对电子的散射要强很多，导致电子的迁移率下降为40000cm/(V，s)。同时，人们也研究

10、了化学掺杂对石墨烯载流子迁移率的影响。Schedin等发现，即使杂质浓度超过10cm,载流子辻移軸没撤賊化。Chen賴姗＜】，超鶴创评肖•下，对石墨烯掺杂金属钾可以使载流子的迁移率卜*降至原來的1/20左右，而当i卩热石墨烯，去除掺杂的钾后，载流子的迁移率又可以恢复到以前的水平。石墨烯独特的电子特性产生了一种令人预想不到的高不透光性，这种单原子层对G光的吸收率是一个非常令人惊奇的数字：a-2.3%,a是精细结构常数[8]石墨烯