石墨烯的电学性质的研究.doc

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1、师大学本科毕业论文石墨烯的电学研究——电学性质机理及其电学应用石墨烯的电学性质容摘要近几年来，有关以石墨烯为主的纳米材料的性质、合成和应用的研究，有了很大的突破。这种单原子浓密的组织层，所具有的物理性能超越了传统材料，这些良好性能使得石墨烯在广阔的应用方面具有很高的价值。尤其是电学产品中，得到新型发展。高纯的石墨烯是一种半导体，以石墨烯为主的电学装置具有的功能超越了传统的晶体管电路的，包含电力系统、能源技术、微型透明的电子设备及传感器等方面。但要使该新型材料具有商业用途，仍存在着许多挑战。为此，此综述

2、以石墨烯的电学性质及其电学应用为焦点。首先从石墨烯的特殊微观结构入手，论述了石墨烯特有的量子效应及电学物理性质，包括石墨烯电子传输过程中表现出的新颖特点及机制（如：电子Klein隧穿效应引发的长程无散射传播）。并结合其结构性质，回顾了目前的石墨烯在电学应用研究，特别是，与经济和高效能源相关设备的应用，如超级电容器、锂离子二次电池、太阳能电池等方面取得的最新成就及技术改进，并对其多种石墨烯的应用前景的可行性做了客观分析。【关键词】石墨烯微观结构电子迁移率超级电容器电池电极材料Graphemeelectr

3、icitypropertiesAbstractRecentyearshavewitnessedmanybreakthroughsinresearchongraphenefromfilmsofproperties,productionandapplications.Thisone-atom-thickfabricofcarbonuniquelybehavesmoreexcellentperformancesthanmanyothertraditionalmaterials,allofwhichmakei

4、thighlyattractivefornumerousapplications,particularlyinelectronicdevices.Grapheneisasemi-metal,theversatilityofgraphene-baseddevicesgoesbeyondconventionaltransistorcircuitsandincludesflexibleandtransparentelectronics,optoelectronics,sensors,electromecha

5、nicalsystemsandenergytechnologies.Manychallengesremainbeforethisrelativelynewmaterialbecomescommerciallyviable,Thepaperfocusesonelectricalpropertiesofgrapheneaswellasrecordingapplications.Hereweelaboratespecificelectricalpropertiesandquantumeffectsofgra

6、phene,includingthenovelcharacteristicsandmechanismexhibitedinthegrapheneelectrontransportprocess(extraordinarilyhighcarriermobilityledbyKleintunneling).Byreviewingofcurrentgrapheneresearchinelectricalapplicationssubsequently,especiallywiththeeconomicand

7、efficientenergy-relatedequipment,suchassupercapacitors,lithium-ionsecondarybatteries,solarcells,wediscussthelatestachievementsandtechnologicalimprovements,andgiveaobjectiveanalysistothefeasibilityofvariousgrapheneapplications.【keywords】graphenemicrostru

8、ctureelectronmobilitysupercapacitor目录1．引言12．石墨烯的微观结构研究22.1.石墨烯的微观晶体结构22.2.石墨烯的电子能带结构22.3.石墨烯可作为构筑各种sp2碳材料的基本积木32.4.单层石墨烯的特殊物理性33.石墨烯的电学性能的讨论53.1.石墨烯优良电子迁移率的来源与特点53.2.载流子特性64．石墨烯在电学领域的应用研究64.1.石墨烯材料在超级电容器中的应用74.2石墨烯材料在电池电极材料中的应用10