epart m ent of Physics , T singh ua U ni versit y, Beijing 100084)
Abstract
Graphene is a tw o dim ensio nal m at erial only m ade of carbon at om s. Due t o it s
墨烯制备和研究方面的开创性工作获得了 2010 年的诺贝尔物理学奖 . 关键词 石墨烯 ; 诺贝尔奖; 量子霍尔效应; 狄拉克费米子
GRAPHENE: A NEW QUANTUM MATERIAL
Zhang Yi
( In st itu t e of Physics , Ch ines e A cademy of Sciences, Beijin g 100190)
[ 2, 3]
狄拉克费米子行为
. 这种奇特的狄拉克费米子
之前从未在真实的材料中发现 , 而仅仅在理论上 被理论物理学家讨论过 . 石墨烯各种新奇的物理 特性已引起了科学界的广泛关注 . 首次在实验上 制备出石墨烯的两位俄裔英国科学家也因此获得 2010 年度的诺贝尔物理学奖[ 4] .
2 物理与工程 V ol. 21
unique t w o dimensio nal honey com b lat t ice st ruct ur e, Dirac ferm io n s behavior of carriers, and ot her ex ot ic physical charact erist ics, graphene has at tr act ed ex t ensiv e at t ent ion r ecent ly. Graphene also prom ises f or applications in many f ields such as elect ro nicd, info rmat ion technolog y, energ y co nvert ion. Because of t he pioneering w ork in prepar at ion and charact er izat ion o f graphene, A. K. Geim and K. S. Nov oselov , t he U niversit y of M anchest er shared No bel Prize in P hy sics in 2010. Key Words Graphene; Nobel P rize; Quant um H al l eff ect ; Dirac fert mon 过机械剥离的方法制得了石墨烯 , 发现它在大气 1 介绍 晶体管于 1947 年 12 月发明, 它开创了 现代 的半导体工业, 是计算机信息技术的基石 . 随着人 们对计算速度和性能的不断追求 , 传统半导 体器 件尺寸的不断缩小并已经到达了瓶颈 . 人们 急需 具有更快的电子输运和更精确的电子操纵的新材 料来实 现未 来高 速 高效 电子 器件 的应 用. 2004 年, 曼彻斯特大学的康斯 坦丁 诺沃 肖洛夫 ( K. S. No voselov ) 和安德烈 海姆 ( A. K. Geim ) 通 和室温环境下具有稳定的结构 , 并且具有极大的 场效应和极高 的载 流子 迁移 率 ( ~ 15 000cm 2 V- 1 s- 1 ) [ 1] . 之后又发现其载流子表现出独特的
No. 1 2011 系 ( 图 2) . 这是第一次在凝聚态材料中发现这样 的相对论性的狄拉克费米子 . 石墨烯特殊的电子 结构 , 使得它表现 出许多奇妙的物理 性质: 如半 整数的量子霍尔效应 [ 7, 8] , 无 载流子的电导 [ 5, 7] , Klein 隧 穿 效 应[ 9, 10] 以 及其 他 许 多未 被 探 知 的 特性 [ 11~ 14] .
电化学法制备石墨烯及其导向研究
导读：本辑归纳了石墨烯的氧化还原法制备及结论，高分子石墨烯纳米复合材料研究，高疏 水及超黏着性石墨烯薄膜的制备， 基于石墨烯化学修饰电极的适体， 化学分散法制备石墨烯， 二维碳材料石墨烯研。
中国学术期刊文辑（2013）
目 录
一、理论篇 石墨烯一种新的量 1 石墨烯银纳米粒子复合材料的制备 5 石墨烯应用研究 11 石墨烯用作锂离子电池负极材料的电化 17 石墨烯与多壁碳纳米管增强环氧树脂复合材料的制备 23 石墨烯与关联单壁碳纳米管物理特性比 31 石墨烯杂化钛酸管复合光催化剂的制备 44 石墨烯在半导体光电器件中 50 石墨烯在分析科学中的应用 55 石墨烯在光催化水解制氢中 61 二、发展篇 石墨烯在化学电源中的应用研究 69 石墨烯在金电极上固定方法的选择及免疫传感器 73 石墨烯在聚合物复合材料中 78 石墨烯在锂离子电池中应用 84 石墨烯在太阳能电池中应用 87 石墨烯制备表征及应用研究 96 石墨烯制备方法及研究 100 石墨烯制备及其在超级电容器中的应 106 石墨烯制备及其在低温燃料电池阳极催化中的应 113 石墨烯制备与带隙调控的研究 121 石墨烯专利技术国际研发态 127 水溶性石墨烯及其高导电率薄膜的制备 139
1
物理与工程 V ol. 21 N o. 1 2011
特约稿件
石墨烯: 一种新的量子材料
张 翼 100190)
( 中国科学院物理研究所, 北京 薛其坤 ( 清华大学物理系, 北京
100084)
( 收稿日期 : 2010 12 30)
摘
要 石墨烯是一种仅由碳原子构成的二维材料. 由于其独特的二维六角蜂窝状的晶格结 构、 载流子的狄拉克费米子行为及其他奇妙的物理特性 , 近些年来引起了人们的广泛 关注. 同时 , 它还展现出在电子 、 信息 、 能源等多个领域的巨大应用前景. 曼彻斯特大学 的安德烈 海姆 ( A. K. Geim) 和康斯坦丁 诺沃肖洛夫( K. S. Novo selov) 因其在石