【石墨烯是什么东西】石墨烯是什么 有什么用?

2019-12-28 - 石墨烯

很高兴有人问这类问题,自己本身就是学物理的,但是整天回答的好多都是脑洞问题~~

石墨烯其实它也可以叫石墨,但在一定程度上有完全等同于石墨。因为石墨烯就是指极其薄的石墨,但是石墨烯却和石墨的性质有着巨大的不同。

石墨烯是什么东西

所以你可以认为一层一层的石墨烯叠起来就是石墨,而厚度一毫米的石墨就可能包含300万层石墨烯,当你用铅笔轻轻在纸上划过时,其留下的痕迹就可能是几层或一层石墨烯。

石墨烯也属于二维纳米材料的一种,所谓二维材料是指电子仅可在两个维度的非纳米尺寸上自由运动(平面运动)的材料!所以这里的二维可不是指这个材料只有两个维度的空间!前面说了石墨烯就是极其薄的石墨,与之类似的还有硅烯、磷烯、锗烯等!

石墨烯是什么东西

既然用铅笔轻轻划一下就可以得到单层石墨烯,那么你可能认为单层石墨烯的制备应该会很容易!以现在的眼光去看确实很容易,但在2000左右这件事情却让众多科学家为难不已!你可能想象不到是什么方法,很low的办法简单来说就是不停的用特殊胶带粘、撕石墨薄片,直到得到单层石墨烯。也正是因为如此英国的物理学家安德烈·盖姆和诺沃肖诺夫获得了2010年诺贝尔物理学奖项。

石墨烯是什么东西

当然现在对于石墨烯的制备方法已经很多了,既有物理方法也有化学方法。例如:氧化还原法、外延生长法、化学气相沉积法(CVD)等。

石墨烯的成功制备可以说在材料学掀起了一次革命!它具有优异的光学、电学、力学特性,因此在材料学、微纳加工、能源、生物医学等领域都有着巨大的前景。

如果从比较专业的说它的特性,石墨烯最大的优点是其独特的能带结构,它是零禁带宽度半导体。其导电的媒介——电子,表现为室温下就能稳定存在的零质量狄拉克费米子。这使得电子在石墨烯上传导时,能量损耗极低。这也使得石墨烯在室温下就可观察到反常量子霍尔效应,所以它对计算机的发展尤为重要!

总之,石墨烯绝对可以说是物理材料史上华丽的一页!大家有兴趣的话可以去看看维基百科,或者在知网搜一些中文综述先看看!

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