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石墨烯独特的性能

人气:146 发表时间:2021-01-04 14:45【

石墨烯独特的性能与其电子能带结构紧密相关。

以独立碳原子bai为基,将周围碳原子产生的势作为微扰,可以用矩阵的方法计算出石墨烯的能级分布。在狄拉克点附近展开,可得能量与波矢呈线性关系(类似于光子的色散关系),且在狄拉克点出现奇点。这意味着在费米面附近,石墨烯中电子的有效质量为零,这也解释了该材料独特的电学等性质。

石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。

石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。另一方面,它非常致密,即使是最小的气体分子(氦气)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料,如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”。

石墨烯具有完美的二维晶体结构,它的晶格是由六个碳原子围成的六边形,厚度为一个原子层。碳原子之间由σ键连接,结合方式为sp2杂化,拉萨石墨烯发热线这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍,甚至还要超过钻石。在石墨烯中,每个碳原子都有一个未成键的p电子,这些p电子可以在晶体中自由移动,且运动速度高达光速的1/300,赋予了石墨烯良好的导电性。石墨烯是新一代的透明导电材料,在可见光区,四层石墨烯的透过率与传统的ITO薄膜相当,在其它波段,四层石墨烯的透过率远远高于ITO薄膜。