石墨烯最新研究停顿

admin 时间:2020-02-14 23:35:21   |   阅读:154

  石墨烯研究停顿

  马圣乾 裴立振 康英杰

  自2004年安德烈·K·海姆(Andre Geim)传授和科斯佳·诺沃谢洛夫(Kostya Novoselov)研究员首次制备出石墨烯以来,石墨烯遭到了全球迷信家的遍及存眷。截止到2009年5月26日,关于石墨烯的SCI文章到达2874篇,仅2008年就有1123篇,颁布发表在Science和Nature的相干论文就超越了80篇;个中在2008年,颁布发表在Science和Nature的文章有30多篇。不必置疑,石墨烯是继纳米碳管、富勒烯球后的又一严重发明,石墨是三维(或平面)的层状结构,石墨晶体中层与层之间相隔340pm,距离较大年夜,是以范德华力联合起来的,即层与层之间属于分子晶体。然则,因为统一平面层上的碳原子间联合很强,极难破坏,所以石墨的溶点也很高,化学性质也动摇,个中一层就是石墨烯。石墨烯是由单层碳原子构成的六方蜂巢状二维结构,它可以包裹起来构成零维的富勒烯(Fullerene,又译作福乐烯),别名巴基球或巴克球(Buckyball,其他称号还有球碳与芙,是继金刚石和石墨以后于1985年发明的碳元素的第三种晶体形状。卷起来构成一维的纳米碳管(Carbon Nanotube 是具有石墨结构、并按必然规矩卷曲构成纳米级管状结构的孔资料),层层聚积构成三维的石墨(如图1)。纯粹的石墨烯是一种只要一个原子厚的结晶体,具有超薄、超稳固和超强导电功用等特点,石墨烯具有优良的电学、热学和力学功用,可望在高功用纳电子器件、复合伙料、场发射资料、气体传感器及能量存储等范围取得遍及应用。迷信界认为石墨烯极有能够代替硅而成为未来的半导体资料,具有十分宽广的应用远景。

  末尾碎裂前,它们每100纳米距离上可接受的十分压力居然到达了大年夜约2.9微牛。假设用石墨烯制成包装袋,那么它将能接受大年夜约两吨重的物品。半导体工业成心应用石墨烯晶体控制作微型处理器,进而花费出比现有计算机更快的计算机。加州理工大年夜学传授朱莉娅·格里尔说,压力恰好是微型处理器制作过程当中碰到的主要阻力之一,而花费晶体管应用的资料不只要有出色的电子特点,“还要可以接受住花费过程当中的压力和重复应用过程当中发生的热量”。她强调,在证清晰明了石墨烯的强度以后,可以置信石墨烯可以接受住这类压力。

  图1 (a)石墨烯、(b)富勒烯、(c)纳米碳管和(d)石墨

  热学性质 石墨烯是一种动摇资料. 在发明石墨烯之前,大年夜少数物理学家认为,热力学涨落不准可任何二维晶体在有限温度下存在。所以,它的发明立刻震动了凝集态物理界。固然实际和试验界都认为完美的二维结构没法在非相对零度动摇存在, 然则单层石墨烯在试验中被制备出来,这归结于石墨烯在纳米级别上的微不美观曲解。石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质,结构十分动摇。迄今为止,研究者仍未发明石墨烯中有碳原子缺掉的状况,即六边形晶格中的碳原子全都没有损掉或爆发移位。各个碳原子间的连接十分柔韧,当

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