边界无序的graphene纳米带的电导【文献综述】

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1、毕业论文文献综述应用物理边界无序的Graphene纳米带的电导2010年诺贝尔物理学奖授予了英国曼彻斯特大学科学家安德烈・K•海姆和康斯坦丁・沃肖洛夫，以表彰他们在graphene材料方面的卓越研究。可以说graphene这个词在物理领域还是个新词，从2004年由英国曼彻斯特大学的安德烈・K•海姆(AndreK.Geim)等制备岀了graphene到现在也只经过了6年的时间。但自graphene问世以来，人们对Tgraphene的研究热情就从來没有减低过。石墨烯(graphene)是rfl单层六角原胞碳原子组成的蜂窝状二

2、维晶体，是构建其他维度碳质材料(如0D富勒烯、1D纳米管、3D石墨)的基本单元由于其特殊的单层结构，导致其拥有许多特殊的物理性质，因此这些丰富和新奇的物理性质都需要我们去探索认识。我通过查询这6年来关于graphene的文献，特别是认真阅读了一些外文文献，并在网上通过搜索认真看了近年来关于graphene的很多新闻，网上杂志。C能大致对graphene这些年的发展状况做一些总结，下面我就分几个板块来描述graphene这些年来的进展，并对我自己认为的将来graphene的发展和趋势做自己简要的分析。石墨烯的物理性质1电子

3、效应通过迄今为止在graphene的研究屮，我们不难发现人们对于graphene有这么大的研究热情很大程度上在于它的电子效应。安德烈・K•海姆等在成功分离出graphene后，测量了分离出的单层graphene分子的电子迁移率，惊奇的发现电荷在graphene中的迁移率达到了10000cn?/vs,这还是室温且未除去杂志的情况下测量的，然尔到2008年,Geim和他同事领导的小组声称其迁移率可以达到20000cnr/vs,然而过了不久，来自哥伦比亚大学的Kirillbolotin将这个速率提高到了25000cm2/vs,

4、很多人可能对这些数据没什么概念，如果我们知道现在晶体管的主要材料硅的迁移率不过1400cm2/vs的时候，我们就不难明白为什么graphene会一经发现就引起研究热潮了。己经有科学家预言，由于graphene在电学方面的独特性质，使其成为下一代纳米电子器件材料的热门备选。到目前为止基于graphene的多种纳米元器件已经在理论和实验研究中取得了一些成果，如pn结、传感器、场效应管等2非电子效应除了特殊的电子效应，graphene的非电子同样引起了人们极大的热情。首先人们发现了graphene具有良好的导热性，能达到500

5、0W/(m.k),是graphene出现以前导热性最了的金刚石的5倍。还有他的坚固性，美国哥伦比亚大学JamesHonetJeffreyKysar在2008年7月《科学》杂志中宣布，graphene是世界上已知的最为坚固的材料，如果科学家们能制取出厚度相当于普通食品塑料袋的（厚度约lOOnm）,它将能承受人约2000kg的重力。也有的科学家使用原子尺寸的金属和钻石探针对graphene进行穿刺，却惊奇的发现它比钻石还要强硬，它的强度比世界上最好的钢铁还高100倍。这些特性也使石墨在将来能用在太空探究中去。⑷3化学性质人们

6、对于graphene化学方面的研究开始得比较晚，到目前为止也就近4年的时间，人们对于graphene化学研究很大的一个困难在于现如今graphene的制备方法仍然不是那么完善，这就导致graphene的研究缺乏适用于传统化学方法的样品。到目前为止，人们发现graphene表面跟石墨一样能吸附或脱附原子和分子，通过这个性质。2009年1月30日，安德烈・K•海姆（AndreK.Geim）等在美国《科学》杂志上发表文章成功制备lBTgraphene的第一个衍生物，石墨烷（Gnxphane）,由此打开了制造graphene化学

7、衍生物的闸门，这将进一步拓宽graphene的应用空间。2009年6月27日美国化学学会主办的纳米材料科学的权威杂志《纳米快报》刊发了北京大学工学院先进材料与纳米技术系、北京大学应用物理与技术研究中心孙强教授研究组的论文“FerromagnetisminSemihydrogenatedgraphenesheet”，报导了他们在单层graphene磁性研究方面的最新成果，孙强教授研究组首次提出了通过半2（化的方法在graphene中实现铁磁性的思想，并将半氢化的graphene命名为graphone,这是在继graphen

8、e,graphaneZ后所引入的新的结构形态。石墨烯的制备方法1传统方法graphene的传统方法主要有微机械分离法，氧化石墨还原法，加热SIC法，化学相沉积法等，但这些方法或我或少都存在一些缺陷和不足，如机械分离法虽然能产生的graphene晶体结构较为完整,缺陷较少，可用于实验，但这种方法无法控制单层graphe