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石墨烯是怎么样的？有了解的吗？
发布日期：
2022-04-24
石墨烯是怎么样的？有了解的吗？ 内部结构 石墨烯内部碳原子的排列与石墨单原子层相同，具有以下特点：个碳原子有四个价电子，其中三个电子形成sp键，即每个碳原子在pz轨道上贡献一个未键电子，相邻原子的pz轨道与平面垂直，可以形成键，新形成的键处于半填充状态。
石墨烯是怎么样的？有了解的吗？
内部结构
石墨烯内部碳原子的排列与石墨单原子层相同，具有以下特点：个碳原子有四个价电子，其中三个电子形成sp键，即每个碳原子在pz轨道上贡献一个未键电子，相邻原子的pz轨道与平面垂直，可以形成键，新形成的键处于半填充状态。确认石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.4210米，键间夹角为120。除了键与其他碳原子连接形成六角环的蜂窝状层状结构外，每个碳原子垂直于层平面的pz轨道可以形成多原子大键(类似苯环)贯穿整个层，因此具有优异的导电性和光学性质。
机械特性
石墨烯是已知的高强度Z的材料之一，同时还具有良好的韧性，可以弯曲。石墨烯的理论杨氏模量为1.0TPa，固有拉伸强度为130GPa。氢等离子体改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可以高出0.25TPa。石墨烯片组成的石墨纸有很多孔，所以石墨纸很脆。但是氧化得到的功能化石墨烯，再用功能化石墨烯做出来，会异常的结实坚韧。
电子效应
在室温下，石墨烯的载流子迁移率约为15000cm/(v . s)，是硅的10倍以上，是已知具有高载流子迁移率z的锑化铟(InSb)的两倍以上，在某些条件下，如低温，石墨烯的载流子迁移率甚至可以达到250000cm/(v . s)。与许多材料不同，石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小。在50和50500k之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率约为15000cm/(vs)。
此外，石墨烯中电子载流子和空穴载流子的半整数量子霍尔效应可以通过在电场作用下改变化学势来观察，科学家在室温下观察到了石墨烯的这种量子霍尔效应。石墨烯中的载流子遵循一种特殊的量子隧穿效应，遇到杂质时不会产生背散射，这就是石墨烯具有局域超导电性和高载流子迁移率的原因。石墨烯中的电子和光子没有静止质量，它们的速度是与动能无关的常数。
石墨烯是半导体材料，因为它的导带和价带在狄拉克点相交。在狄拉克点的六个位置，动量空间边缘的布里渊区被分成两组等价的三元组。相比之下，传统半导体的主点通常是，动量为零。热门房产
石墨烯具有非常好的导热性。纯无缺陷石墨烯的热导率高达5300 W/MK，是迄今为止热导率Z高的碳材料，高于单壁碳纳米管(3500 W/MK)和多壁碳纳米管(3000 W/MK)。作为载体使用时，其导热系数也可以达到600 W/MK，另外石墨烯的弹道导热系数可以降低碳纳米管单位周长和长度的弹道导热系数下限。
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