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石墨烯调研报告

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石墨烯调研报告
2016年3月4日程毕康
1.石墨烯
石墨烯是一种可以单独存在的单原子层二维碳材料。石墨烯结构是由碳六元
环组成的二维周期蜂窝状点阵结构,它可以翘曲成零维的富勒烯(fullerene),卷
成一维的碳纳米管(carbon nano-tube,CNT)或者堆垛成三维的石墨(graphite),因
此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。石墨烯的基本结构单元为有机材料中
最稳定的苯六元环,是最理想的二维纳米材料。理想的石墨烯结构是平面六边形
点阵,可以看作是一层被剥离的石墨分子,每个碳原子均为sp2杂化,并贡献剩
余一个p轨道上的电子形成大π键,π电子可以自由移动,赋予石墨烯良好的导
电性。二维石墨烯结构可以看做是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。
石墨烯可以分为单层石墨烯,双层石墨烯和多层石墨烯。

2.石墨烯性能
石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远高过了
电子在其他导体中的运动速度。石墨烯具有远远高于其他材料的导电性。
另外石墨烯透光率极高,在97%以上,只吸收2.3%的可见光。石墨烯实际
上是一种透明、良好的导体。
石墨烯每个碳原子与相邻的三个碳原子行程三个C-C键,这些C-C键使得石
墨烯具有优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的理论比表面积高达26.600m2/g,

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