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石墨烯的种类和石墨烯单层碳结构

时间:2017-01-09 21:27 来源:电工之家 作者:编辑部

【摘要】石墨烯是从石墨材料中剥离出来的二维碳材料,按照碳原子层数可分为单层石墨烯、多层石墨烯及石墨烯微片。其中单层石墨烯是指碳原子仅仅在二维平面以六角蜂巢结构排列构成的严格单层碳材料,是一种没有能隙具有线性能量分布的半导体,由于电子可以在晶体中自......

石墨烯是从石墨材料中剥离出来的二维碳材料,按照碳原子层数可分为单层石墨烯、多层石墨烯及石墨烯微片。其中单层石墨烯是指碳原子仅仅在二维平面以六角蜂巢结构排列构成的严格单层碳材料,是一种没有能隙具有线性能量分布的半导体,由于电子可以在晶体中自由移动而赋予单层石墨烯非常好的导电性。
石墨烯的种类

石墨烯单层碳结构

在力学方面,石墨烯是人类已知最强最高的物质,其杨氏模量达1Tpa,与单壁碳纳米管相当。强度约为 180GPa,是普通钢材的100倍。此外,石墨烯还具有良好的韧性,单位面积石墨烯片可承受4kg重量,可见其韧性相当于碳纤维的20倍;在热学方面,石墨烯自身的导热系数达到5300W/m•K,是室温下最好的导热材料,导热性能是碳纳米管的1.51 倍,是铜的13倍;在电学方面,石墨烯是室温下最好的导电材料,由于其特殊的能带结构使常温下电子运动干扰小,传输质量大幅提高。石墨烯的电学性能突出表现在高载流子迁移率及高电流密度,其载流子迁移率达15000cm2/V•s,相当于商用硅片的10倍。电流密度耐性为2亿A/cm2,相当于铜的100倍。