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石墨烯定义

发表于 2021-12-22 12:02:10
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石墨烯是一种二维碳同素异形体,碳原子排列成二维蜂窝状晶格。它于 2004 年首次被隔离,是一种极薄的材料,同时具有柔韧性和透明性。它是目前最坚固的材料之一,碳排列为其提供了吸引人的和不寻常的特性。由于这些原因,它是最有前途的纳米材料之一,并被考虑用于从光学到电子学的广泛应用。

由于碳原子之间的强键和不间断的模式,石墨烯被认为是目前最强的材料。由于石墨烯中的电荷载流子的有效质量很小;对于电子设备,它们具有吸引人的电学和热学特性。电气特性包括光学透明性、高载流能力和高载流子迁移率或速度。热性能包括高导热性和高机械强度。石墨烯导电,电子的移动速度明显快于硅,中断更少。它还是一种极好的热导体,并​​且不受当前温度的影响而具有传导性。石墨烯的二维结构改善了晶体管所需的静电。按重量计算,石墨烯比钢强。

大块石墨的机械剥离和外延生长的 SiC 晶体的石墨化是用于石墨烯的两种主要制造技术。第一种方法涉及层状石墨的剥离,性质简单,能够生产单层石墨烯。第二种方法是将 SiC 晶体暴露在高于 2,350° F (1,300° C) 的温度下,导致表面不太牢固的硅原子蒸发。

石墨烯正在被考虑用于各种应用和不同领域。石墨烯用于提高电池的容量和充电率。它还可以帮助间接延长电池的使用寿命。石墨烯正在适应碳纳米管的许多当前和计划中的应用。由于电子在各层之间移动所需的光能较少,因此正在研究将石墨烯用于太阳能电池。它还被考虑用于晶体管和透明屏幕等技术。

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